[PATCH] slab: remove broken PageSlab check from kfree_debugcheck
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/uaccess.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/fault-inject.h>
111 #include        <linux/rtmutex.h>
112 #include        <linux/reciprocal_div.h>
113
114 #include        <asm/cacheflush.h>
115 #include        <asm/tlbflush.h>
116 #include        <asm/page.h>
117
118 /*
119  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
120  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
121  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
122  *
123  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
124  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
125  *
126  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
127  */
128
129 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
130 #define DEBUG           1
131 #define STATS           1
132 #define FORCED_DEBUG    1
133 #else
134 #define DEBUG           0
135 #define STATS           0
136 #define FORCED_DEBUG    0
137 #endif
138
139 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
140 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
141
142 #ifndef cache_line_size
143 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
144 #endif
145
146 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
147 /*
148  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
149  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
150  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
151  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
152  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
153  * Note that this flag disables some debug features.
154  */
155 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
156 #endif
157
158 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
159 /*
160  * Enforce a minimum alignment for all caches.
161  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
162  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
163  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
164  * some debug features.
165  */
166 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
167 #endif
168
169 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
170 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
171 #endif
172
173 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
174 #if DEBUG
175 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
176                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
177                          SLAB_CACHE_DMA | \
178                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
179                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
180                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
181 #else
182 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
183                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
184                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
185                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
186 #endif
187
188 /*
189  * kmem_bufctl_t:
190  *
191  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
192  * linked offsets.
193  *
194  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
195  * slab an object belongs to.
196  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
197  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
198  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
199  * that does not use off-slab slabs.
200  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
201  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
202  * to have too many per slab.
203  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
204  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
205  */
206
207 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
208 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
209 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
210 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
211 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
212
213 /*
214  * struct slab
215  *
216  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
217  * for a slab, or allocated from an general cache.
218  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
219  */
220 struct slab {
221         struct list_head list;
222         unsigned long colouroff;
223         void *s_mem;            /* including colour offset */
224         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225         kmem_bufctl_t free;
226         unsigned short nodeid;
227 };
228
229 /*
230  * struct slab_rcu
231  *
232  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
233  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
234  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
235  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
236  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
237  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
238  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
239  *
240  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
241  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
242  *
243  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
244  */
245 struct slab_rcu {
246         struct rcu_head head;
247         struct kmem_cache *cachep;
248         void *addr;
249 };
250
251 /*
252  * struct array_cache
253  *
254  * Purpose:
255  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
256  * - reduce the number of linked list operations
257  * - reduce spinlock operations
258  *
259  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
260  * footprint.
261  *
262  */
263 struct array_cache {
264         unsigned int avail;
265         unsigned int limit;
266         unsigned int batchcount;
267         unsigned int touched;
268         spinlock_t lock;
269         void *entry[0]; /*
270                          * Must have this definition in here for the proper
271                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
272                          * the entries.
273                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
274                          */
275 };
276
277 /*
278  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
279  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
280  */
281 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
282 struct arraycache_init {
283         struct array_cache cache;
284         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
285 };
286
287 /*
288  * The slab lists for all objects.
289  */
290 struct kmem_list3 {
291         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
292         struct list_head slabs_full;
293         struct list_head slabs_free;
294         unsigned long free_objects;
295         unsigned int free_limit;
296         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
297         spinlock_t list_lock;
298         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
299         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
300         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
301         int free_touched;               /* updated without locking */
302 };
303
304 /*
305  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
306  */
307 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
308 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
309 #define CACHE_CACHE 0
310 #define SIZE_AC 1
311 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
312
313 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
314                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
315 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
316                         int node);
317 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
318 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
319
320 /*
321  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
322  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
323  */
324 static __always_inline int index_of(const size_t size)
325 {
326         extern void __bad_size(void);
327
328         if (__builtin_constant_p(size)) {
329                 int i = 0;
330
331 #define CACHE(x) \
332         if (size <=x) \
333                 return i; \
334         else \
335                 i++;
336 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
337 #undef CACHE
338                 __bad_size();
339         } else
340                 __bad_size();
341         return 0;
342 }
343
344 static int slab_early_init = 1;
345
346 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
347 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
348
349 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
350 {
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
353         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
354         parent->shared = NULL;
355         parent->alien = NULL;
356         parent->colour_next = 0;
357         spin_lock_init(&parent->list_lock);
358         parent->free_objects = 0;
359         parent->free_touched = 0;
360 }
361
362 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
363         do {                                                            \
364                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
365                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
366         } while (0)
367
368 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
369         do {                                                            \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
372         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
373         } while (0)
374
375 /*
376  * struct kmem_cache
377  *
378  * manages a cache.
379  */
380
381 struct kmem_cache {
382 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
383         struct array_cache *array[NR_CPUS];
384 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
385         unsigned int batchcount;
386         unsigned int limit;
387         unsigned int shared;
388
389         unsigned int buffer_size;
390         u32 reciprocal_buffer_size;
391 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
392         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
393
394         unsigned int flags;             /* constant flags */
395         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
396
397 /* 4) cache_grow/shrink */
398         /* order of pgs per slab (2^n) */
399         unsigned int gfporder;
400
401         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
402         gfp_t gfpflags;
403
404         size_t colour;                  /* cache colouring range */
405         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
406         struct kmem_cache *slabp_cache;
407         unsigned int slab_size;
408         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
409
410         /* constructor func */
411         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
412
413         /* de-constructor func */
414         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
415
416 /* 5) cache creation/removal */
417         const char *name;
418         struct list_head next;
419
420 /* 6) statistics */
421 #if STATS
422         unsigned long num_active;
423         unsigned long num_allocations;
424         unsigned long high_mark;
425         unsigned long grown;
426         unsigned long reaped;
427         unsigned long errors;
428         unsigned long max_freeable;
429         unsigned long node_allocs;
430         unsigned long node_frees;
431         unsigned long node_overflow;
432         atomic_t allochit;
433         atomic_t allocmiss;
434         atomic_t freehit;
435         atomic_t freemiss;
436 #endif
437 #if DEBUG
438         /*
439          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
440          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
441          * object size including these internal fields, the following two
442          * variables contain the offset to the user object and its size.
443          */
444         int obj_offset;
445         int obj_size;
446 #endif
447 };
448
449 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
450 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
451
452 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
453 /*
454  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
455  * cpucache drain/refill cycles.
456  *
457  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
458  * which could lock up otherwise freeable slabs.
459  */
460 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
461 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
462
463 #if STATS
464 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
465 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
466 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
467 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
468 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
469 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
470         do {                                                            \
471                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
472                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
473         } while (0)
474 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
475 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
476 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
477 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
478 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
479         do {                                                            \
480                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
481                         (x)->max_freeable = i;                          \
482         } while (0)
483 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
484 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
485 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
486 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
487 #else
488 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
489 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
490 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
491 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
492 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
493 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
494 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
495 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
496 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
497 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
498 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
499 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
500 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
501 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
502 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
503 #endif
504
505 #if DEBUG
506
507 /*
508  * memory layout of objects:
509  * 0            : objp
510  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
511  *              the end of an object is aligned with the end of the real
512  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
513  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
514  *              redzone word.
515  * cachep->obj_offset: The real object.
516  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
517  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
518  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
519  */
520 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
521 {
522         return cachep->obj_offset;
523 }
524
525 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
526 {
527         return cachep->obj_size;
528 }
529
530 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
531 {
532         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
533         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
534 }
535
536 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
537 {
538         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
539         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
540                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
541                                          2 * BYTES_PER_WORD);
542         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
543 }
544
545 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
546 {
547         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
548         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
549 }
550
551 #else
552
553 #define obj_offset(x)                   0
554 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
555 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
556 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
557 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
558
559 #endif
560
561 /*
562  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
563  * order.
564  */
565 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
566 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
567 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
568 #elif defined(CONFIG_MMU)
569 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
570 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
571 #else
572 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
573 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
574 #endif
575
576 /*
577  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
578  */
579 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
580 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
581 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
582
583 /*
584  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
585  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
586  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
587  */
588 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
589 {
590         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
591 }
592
593 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
594 {
595         if (unlikely(PageCompound(page)))
596                 page = (struct page *)page_private(page);
597         BUG_ON(!PageSlab(page));
598         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
599 }
600
601 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
602 {
603         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
604 }
605
606 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
607 {
608         if (unlikely(PageCompound(page)))
609                 page = (struct page *)page_private(page);
610         BUG_ON(!PageSlab(page));
611         return (struct slab *)page->lru.prev;
612 }
613
614 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
615 {
616         struct page *page = virt_to_page(obj);
617         return page_get_cache(page);
618 }
619
620 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
621 {
622         struct page *page = virt_to_page(obj);
623         return page_get_slab(page);
624 }
625
626 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
627                                  unsigned int idx)
628 {
629         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
630 }
631
632 /*
633  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
634  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
635  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
636  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
637  */
638 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
639                                         const struct slab *slab, void *obj)
640 {
641         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
642         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
643 }
644
645 /*
646  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
647  */
648 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
649 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
650 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
651         CACHE(ULONG_MAX)
652 #undef CACHE
653 };
654 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
655
656 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
657 struct cache_names {
658         char *name;
659         char *name_dma;
660 };
661
662 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
663 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
664 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
665         {NULL,}
666 #undef CACHE
667 };
668
669 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
670     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
671 static struct arraycache_init initarray_generic =
672     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
673
674 /* internal cache of cache description objs */
675 static struct kmem_cache cache_cache = {
676         .batchcount = 1,
677         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
678         .shared = 1,
679         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
680         .name = "kmem_cache",
681 #if DEBUG
682         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
683 #endif
684 };
685
686 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
687
688 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
689
690 /*
691  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
692  * for other slabs "off slab".
693  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
694  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
695  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
696  *
697  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
698  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
699  * then comes back up during hotplug
700  */
701 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
702 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
703
704 static inline void init_lock_keys(void)
705
706 {
707         int q;
708         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
709
710         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
711                 for_each_node(q) {
712                         struct array_cache **alc;
713                         int r;
714                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
715                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
716                                 continue;
717                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
718                         alc = l3->alien;
719                         /*
720                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
721                          * should go away when common slab code is taught to
722                          * work even without alien caches.
723                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
724                          * for alloc_alien_cache,
725                          */
726                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
727                                 continue;
728                         for_each_node(r) {
729                                 if (alc[r])
730                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
731                                              &on_slab_alc_key);
732                         }
733                 }
734                 s++;
735         }
736 }
737 #else
738 static inline void init_lock_keys(void)
739 {
740 }
741 #endif
742
743 /*
744  * 1. Guard access to the cache-chain.
745  * 2. Protect sanity of cpu_online_map against cpu hotplug events
746  */
747 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
748 static struct list_head cache_chain;
749
750 /*
751  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
752  * until the general caches are up.
753  */
754 static enum {
755         NONE,
756         PARTIAL_AC,
757         PARTIAL_L3,
758         FULL
759 } g_cpucache_up;
760
761 /*
762  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
763  */
764 int slab_is_available(void)
765 {
766         return g_cpucache_up == FULL;
767 }
768
769 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
770
771 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
772 {
773         return cachep->array[smp_processor_id()];
774 }
775
776 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
777                                                         gfp_t gfpflags)
778 {
779         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
780
781 #if DEBUG
782         /* This happens if someone tries to call
783          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
784          * the generic caches are initialized.
785          */
786         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
787 #endif
788         while (size > csizep->cs_size)
789                 csizep++;
790
791         /*
792          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
793          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
794          * for large kmalloc calls required.
795          */
796         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
797                 return csizep->cs_dmacachep;
798         return csizep->cs_cachep;
799 }
800
801 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
802 {
803         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
804 }
805
806 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
807 {
808         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
809 }
810
811 /*
812  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
813  */
814 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
815                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
816                            unsigned int *num)
817 {
818         int nr_objs;
819         size_t mgmt_size;
820         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
821
822         /*
823          * The slab management structure can be either off the slab or
824          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
825          * slab is used for:
826          *
827          * - The struct slab
828          * - One kmem_bufctl_t for each object
829          * - Padding to respect alignment of @align
830          * - @buffer_size bytes for each object
831          *
832          * If the slab management structure is off the slab, then the
833          * alignment will already be calculated into the size. Because
834          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
835          * correct alignment when allocated.
836          */
837         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
838                 mgmt_size = 0;
839                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
840
841                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
842                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
843         } else {
844                 /*
845                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
846                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
847                  * least @align. In the worst case, this result will
848                  * be one greater than the number of objects that fit
849                  * into the memory allocation when taking the padding
850                  * into account.
851                  */
852                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
853                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
854
855                 /*
856                  * This calculated number will be either the right
857                  * amount, or one greater than what we want.
858                  */
859                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
860                        > slab_size)
861                         nr_objs--;
862
863                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
864                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
865
866                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
867         }
868         *num = nr_objs;
869         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
870 }
871
872 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
873
874 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
875                         char *msg)
876 {
877         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
878                function, cachep->name, msg);
879         dump_stack();
880 }
881
882 /*
883  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
884  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
885  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
886  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
887  * line
888   */
889
890 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
891 static int __init noaliencache_setup(char *s)
892 {
893         use_alien_caches = 0;
894         return 1;
895 }
896 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
897
898 #ifdef CONFIG_NUMA
899 /*
900  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
901  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
902  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
903  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
904  */
905 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
906
907 static void init_reap_node(int cpu)
908 {
909         int node;
910
911         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
912         if (node == MAX_NUMNODES)
913                 node = first_node(node_online_map);
914
915         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
916 }
917
918 static void next_reap_node(void)
919 {
920         int node = __get_cpu_var(reap_node);
921
922         /*
923          * Also drain per cpu pages on remote zones
924          */
925         if (node != numa_node_id())
926                 drain_node_pages(node);
927
928         node = next_node(node, node_online_map);
929         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
930                 node = first_node(node_online_map);
931         __get_cpu_var(reap_node) = node;
932 }
933
934 #else
935 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
936 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
937 #endif
938
939 /*
940  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
941  * via the workqueue/eventd.
942  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
943  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
944  * lock.
945  */
946 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
947 {
948         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
949
950         /*
951          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
952          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
953          * at that time.
954          */
955         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
956                 init_reap_node(cpu);
957                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
958                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
959                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
960         }
961 }
962
963 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
964                                             int batchcount)
965 {
966         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
967         struct array_cache *nc = NULL;
968
969         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
970         if (nc) {
971                 nc->avail = 0;
972                 nc->limit = entries;
973                 nc->batchcount = batchcount;
974                 nc->touched = 0;
975                 spin_lock_init(&nc->lock);
976         }
977         return nc;
978 }
979
980 /*
981  * Transfer objects in one arraycache to another.
982  * Locking must be handled by the caller.
983  *
984  * Return the number of entries transferred.
985  */
986 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
987                 struct array_cache *from, unsigned int max)
988 {
989         /* Figure out how many entries to transfer */
990         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
991
992         if (!nr)
993                 return 0;
994
995         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
996                         sizeof(void *) *nr);
997
998         from->avail -= nr;
999         to->avail += nr;
1000         to->touched = 1;
1001         return nr;
1002 }
1003
1004 #ifndef CONFIG_NUMA
1005
1006 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1007 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1008
1009 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1010 {
1011         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1012 }
1013
1014 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1015 {
1016 }
1017
1018 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1019 {
1020         return 0;
1021 }
1022
1023 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1024                 gfp_t flags)
1025 {
1026         return NULL;
1027 }
1028
1029 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1030                  gfp_t flags, int nodeid)
1031 {
1032         return NULL;
1033 }
1034
1035 #else   /* CONFIG_NUMA */
1036
1037 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1038 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1039
1040 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1041 {
1042         struct array_cache **ac_ptr;
1043         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
1044         int i;
1045
1046         if (limit > 1)
1047                 limit = 12;
1048         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1049         if (ac_ptr) {
1050                 for_each_node(i) {
1051                         if (i == node || !node_online(i)) {
1052                                 ac_ptr[i] = NULL;
1053                                 continue;
1054                         }
1055                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1056                         if (!ac_ptr[i]) {
1057                                 for (i--; i <= 0; i--)
1058                                         kfree(ac_ptr[i]);
1059                                 kfree(ac_ptr);
1060                                 return NULL;
1061                         }
1062                 }
1063         }
1064         return ac_ptr;
1065 }
1066
1067 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1068 {
1069         int i;
1070
1071         if (!ac_ptr)
1072                 return;
1073         for_each_node(i)
1074             kfree(ac_ptr[i]);
1075         kfree(ac_ptr);
1076 }
1077
1078 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1079                                 struct array_cache *ac, int node)
1080 {
1081         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1082
1083         if (ac->avail) {
1084                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1085                 /*
1086                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1087                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1088                  * into the free lists and getting them back later.
1089                  */
1090                 if (rl3->shared)
1091                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1092
1093                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1094                 ac->avail = 0;
1095                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1096         }
1097 }
1098
1099 /*
1100  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1101  */
1102 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1103 {
1104         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1105
1106         if (l3->alien) {
1107                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1108
1109                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1110                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1111                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1112                 }
1113         }
1114 }
1115
1116 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1117                                 struct array_cache **alien)
1118 {
1119         int i = 0;
1120         struct array_cache *ac;
1121         unsigned long flags;
1122
1123         for_each_online_node(i) {
1124                 ac = alien[i];
1125                 if (ac) {
1126                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1127                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1128                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1129                 }
1130         }
1131 }
1132
1133 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1134 {
1135         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1136         int nodeid = slabp->nodeid;
1137         struct kmem_list3 *l3;
1138         struct array_cache *alien = NULL;
1139         int node;
1140
1141         node = numa_node_id();
1142
1143         /*
1144          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1145          * cache on this cpu.
1146          */
1147         if (likely(slabp->nodeid == node) || unlikely(!use_alien_caches))
1148                 return 0;
1149
1150         l3 = cachep->nodelists[node];
1151         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1152         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1153                 alien = l3->alien[nodeid];
1154                 spin_lock(&alien->lock);
1155                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1156                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1157                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1158                 }
1159                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1160                 spin_unlock(&alien->lock);
1161         } else {
1162                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1163                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1164                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1165         }
1166         return 1;
1167 }
1168 #endif
1169
1170 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1171                                     unsigned long action, void *hcpu)
1172 {
1173         long cpu = (long)hcpu;
1174         struct kmem_cache *cachep;
1175         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1176         int node = cpu_to_node(cpu);
1177         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1178
1179         switch (action) {
1180         case CPU_UP_PREPARE:
1181                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1182                 /*
1183                  * We need to do this right in the beginning since
1184                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1185                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1186                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1187                  */
1188
1189                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1190                         /*
1191                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1192                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1193                          * node has not already allocated this
1194                          */
1195                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1196                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1197                                 if (!l3)
1198                                         goto bad;
1199                                 kmem_list3_init(l3);
1200                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1201                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1202
1203                                 /*
1204                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1205                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1206                                  * protection here.
1207                                  */
1208                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1209                         }
1210
1211                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1212                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1213                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1214                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1215                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1216                 }
1217
1218                 /*
1219                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1220                  * array caches
1221                  */
1222                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1223                         struct array_cache *nc;
1224                         struct array_cache *shared;
1225                         struct array_cache **alien = NULL;
1226
1227                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1228                                                 cachep->batchcount);
1229                         if (!nc)
1230                                 goto bad;
1231                         shared = alloc_arraycache(node,
1232                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1233                                         0xbaadf00d);
1234                         if (!shared)
1235                                 goto bad;
1236
1237                         if (use_alien_caches) {
1238                                 alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1239                                 if (!alien)
1240                                         goto bad;
1241                         }
1242                         cachep->array[cpu] = nc;
1243                         l3 = cachep->nodelists[node];
1244                         BUG_ON(!l3);
1245
1246                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1247                         if (!l3->shared) {
1248                                 /*
1249                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1250                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1251                                  */
1252                                 l3->shared = shared;
1253                                 shared = NULL;
1254                         }
1255 #ifdef CONFIG_NUMA
1256                         if (!l3->alien) {
1257                                 l3->alien = alien;
1258                                 alien = NULL;
1259                         }
1260 #endif
1261                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1262                         kfree(shared);
1263                         free_alien_cache(alien);
1264                 }
1265                 break;
1266         case CPU_ONLINE:
1267                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1268                 start_cpu_timer(cpu);
1269                 break;
1270 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1271         case CPU_DOWN_PREPARE:
1272                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1273                 break;
1274         case CPU_DOWN_FAILED:
1275                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1276                 break;
1277         case CPU_DEAD:
1278                 /*
1279                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1280                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1281                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1282                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1283                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1284                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1285                  */
1286                 /* fall thru */
1287 #endif
1288         case CPU_UP_CANCELED:
1289                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1290                         struct array_cache *nc;
1291                         struct array_cache *shared;
1292                         struct array_cache **alien;
1293                         cpumask_t mask;
1294
1295                         mask = node_to_cpumask(node);
1296                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1297                         nc = cachep->array[cpu];
1298                         cachep->array[cpu] = NULL;
1299                         l3 = cachep->nodelists[node];
1300
1301                         if (!l3)
1302                                 goto free_array_cache;
1303
1304                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1305
1306                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1307                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1308                         if (nc)
1309                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1310
1311                         if (!cpus_empty(mask)) {
1312                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1313                                 goto free_array_cache;
1314                         }
1315
1316                         shared = l3->shared;
1317                         if (shared) {
1318                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1319                                            l3->shared->avail, node);
1320                                 l3->shared = NULL;
1321                         }
1322
1323                         alien = l3->alien;
1324                         l3->alien = NULL;
1325
1326                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1327
1328                         kfree(shared);
1329                         if (alien) {
1330                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1331                                 free_alien_cache(alien);
1332                         }
1333 free_array_cache:
1334                         kfree(nc);
1335                 }
1336                 /*
1337                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1338                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1339                  * shrink each nodelist to its limit.
1340                  */
1341                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1342                         l3 = cachep->nodelists[node];
1343                         if (!l3)
1344                                 continue;
1345                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1346                 }
1347                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1348                 break;
1349         }
1350         return NOTIFY_OK;
1351 bad:
1352         return NOTIFY_BAD;
1353 }
1354
1355 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1356         &cpuup_callback, NULL, 0
1357 };
1358
1359 /*
1360  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1361  */
1362 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1363                         int nodeid)
1364 {
1365         struct kmem_list3 *ptr;
1366
1367         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1368         BUG_ON(!ptr);
1369
1370         local_irq_disable();
1371         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1372         /*
1373          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1374          */
1375         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1376
1377         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1378         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1379         local_irq_enable();
1380 }
1381
1382 /*
1383  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1384  * before smp_init().
1385  */
1386 void __init kmem_cache_init(void)
1387 {
1388         size_t left_over;
1389         struct cache_sizes *sizes;
1390         struct cache_names *names;
1391         int i;
1392         int order;
1393         int node;
1394
1395         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1396                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1397                 if (i < MAX_NUMNODES)
1398                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1399         }
1400
1401         /*
1402          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1403          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1404          */
1405         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1406                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1407
1408         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1409          * from caches that do not exist yet:
1410          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1411          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1412          *    cache_cache is statically allocated.
1413          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1414          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1415          *    array at the end of the bootstrap.
1416          * 2) Create the first kmalloc cache.
1417          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1418          *    An __init data area is used for the head array.
1419          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1420          *    head arrays.
1421          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1422          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1423          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1424          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1425          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1426          */
1427
1428         node = numa_node_id();
1429
1430         /* 1) create the cache_cache */
1431         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1432         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1433         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1434         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1435         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1436
1437         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1438                                         cache_line_size());
1439         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1440                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1441
1442         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1443                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1444                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1445                 if (cache_cache.num)
1446                         break;
1447         }
1448         BUG_ON(!cache_cache.num);
1449         cache_cache.gfporder = order;
1450         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1451         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1452                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1453
1454         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1455         sizes = malloc_sizes;
1456         names = cache_names;
1457
1458         /*
1459          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1460          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1461          * bug.
1462          */
1463
1464         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1465                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1466                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1467                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1468                                         NULL, NULL);
1469
1470         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1471                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1472                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1473                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1474                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1475                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1476                                 NULL, NULL);
1477         }
1478
1479         slab_early_init = 0;
1480
1481         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1482                 /*
1483                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1484                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1485                  * eliminates "false sharing".
1486                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1487                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1488                  */
1489                 if (!sizes->cs_cachep) {
1490                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1491                                         sizes->cs_size,
1492                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1493                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1494                                         NULL, NULL);
1495                 }
1496
1497                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1498                                         sizes->cs_size,
1499                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1500                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1501                                                 SLAB_PANIC,
1502                                         NULL, NULL);
1503                 sizes++;
1504                 names++;
1505         }
1506         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1507         {
1508                 struct array_cache *ptr;
1509
1510                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1511
1512                 local_irq_disable();
1513                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1514                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1515                        sizeof(struct arraycache_init));
1516                 /*
1517                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1518                  */
1519                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1520
1521                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1522                 local_irq_enable();
1523
1524                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1525
1526                 local_irq_disable();
1527                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1528                        != &initarray_generic.cache);
1529                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1530                        sizeof(struct arraycache_init));
1531                 /*
1532                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1533                  */
1534                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1535
1536                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1537                     ptr;
1538                 local_irq_enable();
1539         }
1540         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1541         {
1542                 int nid;
1543
1544                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1545                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE], node);
1546
1547                 for_each_online_node(nid) {
1548                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1549                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1550
1551                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1552                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1553                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1554                         }
1555                 }
1556         }
1557
1558         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1559         {
1560                 struct kmem_cache *cachep;
1561                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1562                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1563                         if (enable_cpucache(cachep))
1564                                 BUG();
1565                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1566         }
1567
1568         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1569         init_lock_keys();
1570
1571
1572         /* Done! */
1573         g_cpucache_up = FULL;
1574
1575         /*
1576          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1577          * cpu_cache_get for all new cpus
1578          */
1579         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1580
1581         /*
1582          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1583          * of the kernel is not yet operational.
1584          */
1585 }
1586
1587 static int __init cpucache_init(void)
1588 {
1589         int cpu;
1590
1591         /*
1592          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1593          */
1594         for_each_online_cpu(cpu)
1595                 start_cpu_timer(cpu);
1596         return 0;
1597 }
1598 __initcall(cpucache_init);
1599
1600 /*
1601  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1602  *
1603  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1604  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1605  * would be relatively rare and ignorable.
1606  */
1607 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1608 {
1609         struct page *page;
1610         int nr_pages;
1611         int i;
1612
1613 #ifndef CONFIG_MMU
1614         /*
1615          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1616          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1617          */
1618         flags |= __GFP_COMP;
1619 #endif
1620
1621         flags |= cachep->gfpflags;
1622
1623         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1624         if (!page)
1625                 return NULL;
1626
1627         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1628         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1629                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1630                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1631         else
1632                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1633                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1634         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1635                 __SetPageSlab(page + i);
1636         return page_address(page);
1637 }
1638
1639 /*
1640  * Interface to system's page release.
1641  */
1642 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1643 {
1644         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1645         struct page *page = virt_to_page(addr);
1646         const unsigned long nr_freed = i;
1647
1648         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1649                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1650                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1651         else
1652                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1653                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1654         while (i--) {
1655                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1656                 __ClearPageSlab(page);
1657                 page++;
1658         }
1659         if (current->reclaim_state)
1660                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1661         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1662 }
1663
1664 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1665 {
1666         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1667         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1668
1669         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1670         if (OFF_SLAB(cachep))
1671                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1672 }
1673
1674 #if DEBUG
1675
1676 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1677 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1678                             unsigned long caller)
1679 {
1680         int size = obj_size(cachep);
1681
1682         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1683
1684         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1685                 return;
1686
1687         *addr++ = 0x12345678;
1688         *addr++ = caller;
1689         *addr++ = smp_processor_id();
1690         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1691         {
1692                 unsigned long *sptr = &caller;
1693                 unsigned long svalue;
1694
1695                 while (!kstack_end(sptr)) {
1696                         svalue = *sptr++;
1697                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1698                                 *addr++ = svalue;
1699                                 size -= sizeof(unsigned long);
1700                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1701                                         break;
1702                         }
1703                 }
1704
1705         }
1706         *addr++ = 0x87654321;
1707 }
1708 #endif
1709
1710 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1711 {
1712         int size = obj_size(cachep);
1713         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1714
1715         memset(addr, val, size);
1716         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1717 }
1718
1719 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1720 {
1721         int i;
1722         unsigned char error = 0;
1723         int bad_count = 0;
1724
1725         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1726         for (i = 0; i < limit; i++) {
1727                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1728                         error = data[offset + i];
1729                         bad_count++;
1730                 }
1731                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1732         }
1733         printk("\n");
1734
1735         if (bad_count == 1) {
1736                 error ^= POISON_FREE;
1737                 if (!(error & (error - 1))) {
1738                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1739                                         "bad RAM.\n");
1740 #ifdef CONFIG_X86
1741                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1742                                         "test tool.\n");
1743 #else
1744                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1745 #endif
1746                 }
1747         }
1748 }
1749 #endif
1750
1751 #if DEBUG
1752
1753 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1754 {
1755         int i, size;
1756         char *realobj;
1757
1758         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1759                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1760                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1761                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1762         }
1763
1764         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1765                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1766                         *dbg_userword(cachep, objp));
1767                 print_symbol("(%s)",
1768                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1769                 printk("\n");
1770         }
1771         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1772         size = obj_size(cachep);
1773         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1774                 int limit;
1775                 limit = 16;
1776                 if (i + limit > size)
1777                         limit = size - i;
1778                 dump_line(realobj, i, limit);
1779         }
1780 }
1781
1782 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1783 {
1784         char *realobj;
1785         int size, i;
1786         int lines = 0;
1787
1788         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1789         size = obj_size(cachep);
1790
1791         for (i = 0; i < size; i++) {
1792                 char exp = POISON_FREE;
1793                 if (i == size - 1)
1794                         exp = POISON_END;
1795                 if (realobj[i] != exp) {
1796                         int limit;
1797                         /* Mismatch ! */
1798                         /* Print header */
1799                         if (lines == 0) {
1800                                 printk(KERN_ERR
1801                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1802                                         realobj, size);
1803                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1804                         }
1805                         /* Hexdump the affected line */
1806                         i = (i / 16) * 16;
1807                         limit = 16;
1808                         if (i + limit > size)
1809                                 limit = size - i;
1810                         dump_line(realobj, i, limit);
1811                         i += 16;
1812                         lines++;
1813                         /* Limit to 5 lines */
1814                         if (lines > 5)
1815                                 break;
1816                 }
1817         }
1818         if (lines != 0) {
1819                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1820                  * exist:
1821                  */
1822                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1823                 unsigned int objnr;
1824
1825                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1826                 if (objnr) {
1827                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1828                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1829                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1830                                realobj, size);
1831                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1832                 }
1833                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1834                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1835                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1836                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1837                                realobj, size);
1838                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1839                 }
1840         }
1841 }
1842 #endif
1843
1844 #if DEBUG
1845 /**
1846  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1847  * @cachep: cache pointer being destroyed
1848  * @slabp: slab pointer being destroyed
1849  *
1850  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1851  * destroyed.
1852  */
1853 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1854 {
1855         int i;
1856         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1857                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1858
1859                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1860 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1861                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1862                                         OFF_SLAB(cachep))
1863                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1864                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1865                         else
1866                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1867 #else
1868                         check_poison_obj(cachep, objp);
1869 #endif
1870                 }
1871                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1872                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1873                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1874                                            "was overwritten");
1875                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1876                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1877                                            "was overwritten");
1878                 }
1879                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1880                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1881         }
1882 }
1883 #else
1884 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1885 {
1886         if (cachep->dtor) {
1887                 int i;
1888                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1889                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1890                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1891                 }
1892         }
1893 }
1894 #endif
1895
1896 /**
1897  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1898  * @cachep: cache pointer being destroyed
1899  * @slabp: slab pointer being destroyed
1900  *
1901  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1902  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1903  * cache-lock is not held/needed.
1904  */
1905 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1906 {
1907         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1908
1909         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1910         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1911                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1912
1913                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1914                 slab_rcu->cachep = cachep;
1915                 slab_rcu->addr = addr;
1916                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1917         } else {
1918                 kmem_freepages(cachep, addr);
1919                 if (OFF_SLAB(cachep))
1920                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1921         }
1922 }
1923
1924 /*
1925  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1926  * size of kmem_list3.
1927  */
1928 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1929 {
1930         int node;
1931
1932         for_each_online_node(node) {
1933                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1934                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1935                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1936                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1937         }
1938 }
1939
1940 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1941 {
1942         int i;
1943         struct kmem_list3 *l3;
1944
1945         for_each_online_cpu(i)
1946             kfree(cachep->array[i]);
1947
1948         /* NUMA: free the list3 structures */
1949         for_each_online_node(i) {
1950                 l3 = cachep->nodelists[i];
1951                 if (l3) {
1952                         kfree(l3->shared);
1953                         free_alien_cache(l3->alien);
1954                         kfree(l3);
1955                 }
1956         }
1957         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1958 }
1959
1960
1961 /**
1962  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1963  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1964  * @size: size of objects to be created in this cache.
1965  * @align: required alignment for the objects.
1966  * @flags: slab allocation flags
1967  *
1968  * Also calculates the number of objects per slab.
1969  *
1970  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1971  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1972  * towards high-order requests, this should be changed.
1973  */
1974 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1975                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1976 {
1977         unsigned long offslab_limit;
1978         size_t left_over = 0;
1979         int gfporder;
1980
1981         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1982                 unsigned int num;
1983                 size_t remainder;
1984
1985                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1986                 if (!num)
1987                         continue;
1988
1989                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1990                         /*
1991                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1992                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1993                          * looping condition in cache_grow().
1994                          */
1995                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1996                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1997
1998                         if (num > offslab_limit)
1999                                 break;
2000                 }
2001
2002                 /* Found something acceptable - save it away */
2003                 cachep->num = num;
2004                 cachep->gfporder = gfporder;
2005                 left_over = remainder;
2006
2007                 /*
2008                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2009                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2010                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2011                  */
2012                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2013                         break;
2014
2015                 /*
2016                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2017                  * currently bad for the gfp()s.
2018                  */
2019                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2020                         break;
2021
2022                 /*
2023                  * Acceptable internal fragmentation?
2024                  */
2025                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2026                         break;
2027         }
2028         return left_over;
2029 }
2030
2031 static int setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2032 {
2033         if (g_cpucache_up == FULL)
2034                 return enable_cpucache(cachep);
2035
2036         if (g_cpucache_up == NONE) {
2037                 /*
2038                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2039                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2040                  * further caches will BUG().
2041                  */
2042                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2043
2044                 /*
2045                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2046                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2047                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2048                  */
2049                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2050                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2051                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2052                 else
2053                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2054         } else {
2055                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2056                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2057
2058                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2059                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2060                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2061                 } else {
2062                         int node;
2063                         for_each_online_node(node) {
2064                                 cachep->nodelists[node] =
2065                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2066                                                 GFP_KERNEL, node);
2067                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2068                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2069                         }
2070                 }
2071         }
2072         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2073                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2074                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2075
2076         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2077         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2078         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2079         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2080         cachep->batchcount = 1;
2081         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2082         return 0;
2083 }
2084
2085 /**
2086  * kmem_cache_create - Create a cache.
2087  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2088  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2089  * @align: The required alignment for the objects.
2090  * @flags: SLAB flags
2091  * @ctor: A constructor for the objects.
2092  * @dtor: A destructor for the objects.
2093  *
2094  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2095  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2096  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2097  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2098  *
2099  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2100  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2101  *
2102  * The flags are
2103  *
2104  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2105  * to catch references to uninitialised memory.
2106  *
2107  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2108  * for buffer overruns.
2109  *
2110  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2111  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2112  * as davem.
2113  */
2114 struct kmem_cache *
2115 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2116         unsigned long flags,
2117         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2118         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2119 {
2120         size_t left_over, slab_size, ralign;
2121         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2122
2123         /*
2124          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2125          */
2126         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2127             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
2128                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2129                                 name);
2130                 BUG();
2131         }
2132
2133         /*
2134          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2135          * cpu_online_map as well.  Please see cpuup_callback
2136          */
2137         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2138
2139         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2140                 char tmp;
2141                 int res;
2142
2143                 /*
2144                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2145                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2146                  * area of the module.  Print a warning.
2147                  */
2148                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2149                 if (res) {
2150                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2151                                pc->buffer_size);
2152                         continue;
2153                 }
2154
2155                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2156                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2157                         dump_stack();
2158                         goto oops;
2159                 }
2160         }
2161
2162 #if DEBUG
2163         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2164         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
2165                 /* No constructor, but inital state check requested */
2166                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
2167                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
2168                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
2169         }
2170 #if FORCED_DEBUG
2171         /*
2172          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2173          * large objects, if the increased size would increase the object size
2174          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2175          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2176          */
2177         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2178                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2179         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2180                 flags |= SLAB_POISON;
2181 #endif
2182         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2183                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2184 #endif
2185         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2186                 BUG_ON(dtor);
2187
2188         /*
2189          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2190          * isn't available.
2191          */
2192         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2193
2194         /*
2195          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2196          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2197          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2198          */
2199         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2200                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2201                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2202         }
2203
2204         /* calculate the final buffer alignment: */
2205
2206         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2207         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2208                 /*
2209                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2210                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2211                  * one cacheline.
2212                  */
2213                 ralign = cache_line_size();
2214                 while (size <= ralign / 2)
2215                         ralign /= 2;
2216         } else {
2217                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2218         }
2219
2220         /*
2221          * Redzoning and user store require word alignment. Note this will be
2222          * overridden by architecture or caller mandated alignment if either
2223          * is greater than BYTES_PER_WORD.
2224          */
2225         if (flags & SLAB_RED_ZONE || flags & SLAB_STORE_USER)
2226                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2227
2228         /* 2) arch mandated alignment */
2229         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2230                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2231         }
2232         /* 3) caller mandated alignment */
2233         if (ralign < align) {
2234                 ralign = align;
2235         }
2236         /* disable debug if necessary */
2237         if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2238                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2239         /*
2240          * 4) Store it.
2241          */
2242         align = ralign;
2243
2244         /* Get cache's description obj. */
2245         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, GFP_KERNEL);
2246         if (!cachep)
2247                 goto oops;
2248
2249 #if DEBUG
2250         cachep->obj_size = size;
2251
2252         /*
2253          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2254          * into align above.
2255          */
2256         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2257                 /* add space for red zone words */
2258                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2259                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2260         }
2261         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2262                 /* user store requires one word storage behind the end of
2263                  * the real object.
2264                  */
2265                 size += BYTES_PER_WORD;
2266         }
2267 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2268         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2269             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2270                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2271                 size = PAGE_SIZE;
2272         }
2273 #endif
2274 #endif
2275
2276         /*
2277          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2278          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2279          * it too early on.)
2280          */
2281         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2282                 /*
2283                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2284                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2285                  */
2286                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2287
2288         size = ALIGN(size, align);
2289
2290         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2291
2292         if (!cachep->num) {
2293                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2294                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2295                 cachep = NULL;
2296                 goto oops;
2297         }
2298         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2299                           + sizeof(struct slab), align);
2300
2301         /*
2302          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2303          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2304          */
2305         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2306                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2307                 left_over -= slab_size;
2308         }
2309
2310         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2311                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2312                 slab_size =
2313                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2314         }
2315
2316         cachep->colour_off = cache_line_size();
2317         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2318         if (cachep->colour_off < align)
2319                 cachep->colour_off = align;
2320         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2321         cachep->slab_size = slab_size;
2322         cachep->flags = flags;
2323         cachep->gfpflags = 0;
2324         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2325                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2326         cachep->buffer_size = size;
2327         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2328
2329         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2330                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2331                 /*
2332                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2333                  * But since we go off slab only for object size greater than
2334                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2335                  * this should not happen at all.
2336                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2337                  */
2338                 BUG_ON(!cachep->slabp_cache);
2339         }
2340         cachep->ctor = ctor;
2341         cachep->dtor = dtor;
2342         cachep->name = name;
2343
2344         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2345                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2346                 cachep = NULL;
2347                 goto oops;
2348         }
2349
2350         /* cache setup completed, link it into the list */
2351         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2352 oops:
2353         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2354                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2355                       name);
2356         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2357         return cachep;
2358 }
2359 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2360
2361 #if DEBUG
2362 static void check_irq_off(void)
2363 {
2364         BUG_ON(!irqs_disabled());
2365 }
2366
2367 static void check_irq_on(void)
2368 {
2369         BUG_ON(irqs_disabled());
2370 }
2371
2372 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2373 {
2374 #ifdef CONFIG_SMP
2375         check_irq_off();
2376         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2377 #endif
2378 }
2379
2380 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2381 {
2382 #ifdef CONFIG_SMP
2383         check_irq_off();
2384         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2385 #endif
2386 }
2387
2388 #else
2389 #define check_irq_off() do { } while(0)
2390 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2391 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2392 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2393 #endif
2394
2395 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2396                         struct array_cache *ac,
2397                         int force, int node);
2398
2399 static void do_drain(void *arg)
2400 {
2401         struct kmem_cache *cachep = arg;
2402         struct array_cache *ac;
2403         int node = numa_node_id();
2404
2405         check_irq_off();
2406         ac = cpu_cache_get(cachep);
2407         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2408         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2409         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2410         ac->avail = 0;
2411 }
2412
2413 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2414 {
2415         struct kmem_list3 *l3;
2416         int node;
2417
2418         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2419         check_irq_on();
2420         for_each_online_node(node) {
2421                 l3 = cachep->nodelists[node];
2422                 if (l3 && l3->alien)
2423                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2424         }
2425
2426         for_each_online_node(node) {
2427                 l3 = cachep->nodelists[node];
2428                 if (l3)
2429                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2430         }
2431 }
2432
2433 /*
2434  * Remove slabs from the list of free slabs.
2435  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2436  *
2437  * Returns the actual number of slabs released.
2438  */
2439 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2440                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2441 {
2442         struct list_head *p;
2443         int nr_freed;
2444         struct slab *slabp;
2445
2446         nr_freed = 0;
2447         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2448
2449                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2450                 p = l3->slabs_free.prev;
2451                 if (p == &l3->slabs_free) {
2452                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2453                         goto out;
2454                 }
2455
2456                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2457 #if DEBUG
2458                 BUG_ON(slabp->inuse);
2459 #endif
2460                 list_del(&slabp->list);
2461                 /*
2462                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2463                  * to the cache.
2464                  */
2465                 l3->free_objects -= cache->num;
2466                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2467                 slab_destroy(cache, slabp);
2468                 nr_freed++;
2469         }
2470 out:
2471         return nr_freed;
2472 }
2473
2474 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2475 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2476 {
2477         int ret = 0, i = 0;
2478         struct kmem_list3 *l3;
2479
2480         drain_cpu_caches(cachep);
2481
2482         check_irq_on();
2483         for_each_online_node(i) {
2484                 l3 = cachep->nodelists[i];
2485                 if (!l3)
2486                         continue;
2487
2488                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2489
2490                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2491                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2492         }
2493         return (ret ? 1 : 0);
2494 }
2495
2496 /**
2497  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2498  * @cachep: The cache to shrink.
2499  *
2500  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2501  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2502  */
2503 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2504 {
2505         int ret;
2506         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2507
2508         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2509         ret = __cache_shrink(cachep);
2510         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2511         return ret;
2512 }
2513 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2514
2515 /**
2516  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2517  * @cachep: the cache to destroy
2518  *
2519  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2520  *
2521  * It is expected this function will be called by a module when it is
2522  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2523  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2524  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2525  *
2526  * The cache must be empty before calling this function.
2527  *
2528  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2529  * during the kmem_cache_destroy().
2530  */
2531 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2532 {
2533         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2534
2535         /* Find the cache in the chain of caches. */
2536         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2537         /*
2538          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2539          */
2540         list_del(&cachep->next);
2541         if (__cache_shrink(cachep)) {
2542                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2543                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2544                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2545                 return;
2546         }
2547
2548         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2549                 synchronize_rcu();
2550
2551         __kmem_cache_destroy(cachep);
2552         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2553 }
2554 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2555
2556 /*
2557  * Get the memory for a slab management obj.
2558  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2559  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2560  * come from the same cache which is getting created because,
2561  * when we are searching for an appropriate cache for these
2562  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2563  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2564  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2565  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2566  */
2567 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2568                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2569                                    int nodeid)
2570 {
2571         struct slab *slabp;
2572
2573         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2574                 /* Slab management obj is off-slab. */
2575                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2576                                               local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2577                 if (!slabp)
2578                         return NULL;
2579         } else {
2580                 slabp = objp + colour_off;
2581                 colour_off += cachep->slab_size;
2582         }
2583         slabp->inuse = 0;
2584         slabp->colouroff = colour_off;
2585         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2586         slabp->nodeid = nodeid;
2587         return slabp;
2588 }
2589
2590 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2591 {
2592         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2593 }
2594
2595 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2596                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2597 {
2598         int i;
2599
2600         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2601                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2602 #if DEBUG
2603                 /* need to poison the objs? */
2604                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2605                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2606                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2607                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2608
2609                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2610                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2611                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2612                 }
2613                 /*
2614                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2615                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2616                  * They must also be threaded.
2617                  */
2618                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2619                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2620                                      ctor_flags);
2621
2622                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2623                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2624                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2625                                            " end of an object");
2626                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2627                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2628                                            " start of an object");
2629                 }
2630                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2631                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2632                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2633                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2634 #else
2635                 if (cachep->ctor)
2636                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2637 #endif
2638                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2639         }
2640         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2641         slabp->free = 0;
2642 }
2643
2644 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2645 {
2646         if (flags & GFP_DMA)
2647                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2648         else
2649                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2650 }
2651
2652 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2653                                 int nodeid)
2654 {
2655         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2656         kmem_bufctl_t next;
2657
2658         slabp->inuse++;
2659         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2660 #if DEBUG
2661         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2662         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2663 #endif
2664         slabp->free = next;
2665
2666         return objp;
2667 }
2668
2669 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2670                                 void *objp, int nodeid)
2671 {
2672         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2673
2674 #if DEBUG
2675         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2676         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2677
2678         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2679                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2680                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2681                 BUG();
2682         }
2683 #endif
2684         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2685         slabp->free = objnr;
2686         slabp->inuse--;
2687 }
2688
2689 /*
2690  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2691  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2692  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2693  */
2694 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2695                            void *addr)
2696 {
2697         int nr_pages;
2698         struct page *page;
2699
2700         page = virt_to_page(addr);
2701
2702         nr_pages = 1;
2703         if (likely(!PageCompound(page)))
2704                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2705
2706         do {
2707                 page_set_cache(page, cache);
2708                 page_set_slab(page, slab);
2709                 page++;
2710         } while (--nr_pages);
2711 }
2712
2713 /*
2714  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2715  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2716  */
2717 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2718                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2719 {
2720         struct slab *slabp;
2721         size_t offset;
2722         gfp_t local_flags;
2723         unsigned long ctor_flags;
2724         struct kmem_list3 *l3;
2725
2726         /*
2727          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2728          * critical path in kmem_cache_alloc().
2729          */
2730         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK | __GFP_NO_GROW));
2731         if (flags & __GFP_NO_GROW)
2732                 return 0;
2733
2734         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2735         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
2736         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2737                 /*
2738                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2739                  * this - it might need to know...
2740                  */
2741                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2742
2743         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2744         check_irq_off();
2745         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2746         spin_lock(&l3->list_lock);
2747
2748         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2749         offset = l3->colour_next;
2750         l3->colour_next++;
2751         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2752                 l3->colour_next = 0;
2753         spin_unlock(&l3->list_lock);
2754
2755         offset *= cachep->colour_off;
2756
2757         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2758                 local_irq_enable();
2759
2760         /*
2761          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2762          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2763          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2764          * will eventually be caught here (where it matters).
2765          */
2766         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2767
2768         /*
2769          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2770          * 'nodeid'.
2771          */
2772         if (!objp)
2773                 objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2774         if (!objp)
2775                 goto failed;
2776
2777         /* Get slab management. */
2778         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2779                         local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2780         if (!slabp)
2781                 goto opps1;
2782
2783         slabp->nodeid = nodeid;
2784         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2785
2786         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2787
2788         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2789                 local_irq_disable();
2790         check_irq_off();
2791         spin_lock(&l3->list_lock);
2792
2793         /* Make slab active. */
2794         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2795         STATS_INC_GROWN(cachep);
2796         l3->free_objects += cachep->num;
2797         spin_unlock(&l3->list_lock);
2798         return 1;
2799 opps1:
2800         kmem_freepages(cachep, objp);
2801 failed:
2802         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2803                 local_irq_disable();
2804         return 0;
2805 }
2806
2807 #if DEBUG
2808
2809 /*
2810  * Perform extra freeing checks:
2811  * - detect bad pointers.
2812  * - POISON/RED_ZONE checking
2813  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2814  */
2815 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2816 {
2817         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2818                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2819                        (unsigned long)objp);
2820                 BUG();
2821         }
2822 }
2823
2824 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2825 {
2826         unsigned long redzone1, redzone2;
2827
2828         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2829         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2830
2831         /*
2832          * Redzone is ok.
2833          */
2834         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2835                 return;
2836
2837         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2838                 slab_error(cache, "double free detected");
2839         else
2840                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2841
2842         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2843                         obj, redzone1, redzone2);
2844 }
2845
2846 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2847                                    void *caller)
2848 {
2849         struct page *page;
2850         unsigned int objnr;
2851         struct slab *slabp;
2852
2853         objp -= obj_offset(cachep);
2854         kfree_debugcheck(objp);
2855         page = virt_to_page(objp);
2856
2857         slabp = page_get_slab(page);
2858
2859         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2860                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2861                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2862                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2863         }
2864         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2865                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2866
2867         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2868
2869         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2870         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2871
2872         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2873                 /*
2874                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2875                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2876                  * the cache-lock held.
2877                  */
2878                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2879                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2880         }
2881         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2882                 /* we want to cache poison the object,
2883                  * call the destruction callback
2884                  */
2885                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2886         }
2887 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2888         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2889 #endif
2890         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2891 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2892                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2893                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2894                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2895                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2896                 } else {
2897                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2898                 }
2899 #else
2900                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2901 #endif
2902         }
2903         return objp;
2904 }
2905
2906 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2907 {
2908         kmem_bufctl_t i;
2909         int entries = 0;
2910
2911         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2912         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2913                 entries++;
2914                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2915                         goto bad;
2916         }
2917         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2918 bad:
2919                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2920                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2921                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2922                 for (i = 0;
2923                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2924                      i++) {
2925                         if (i % 16 == 0)
2926                                 printk("\n%03x:", i);
2927                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2928                 }
2929                 printk("\n");
2930                 BUG();
2931         }
2932 }
2933 #else
2934 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2935 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2936 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2937 #endif
2938
2939 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2940 {
2941         int batchcount;
2942         struct kmem_list3 *l3;
2943         struct array_cache *ac;
2944         int node;
2945
2946         node = numa_node_id();
2947
2948         check_irq_off();
2949         ac = cpu_cache_get(cachep);
2950 retry:
2951         batchcount = ac->batchcount;
2952         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2953                 /*
2954                  * If there was little recent activity on this cache, then
2955                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2956                  * refill bouncing.
2957                  */
2958                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2959         }
2960         l3 = cachep->nodelists[node];
2961
2962         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2963         spin_lock(&l3->list_lock);
2964
2965         /* See if we can refill from the shared array */
2966         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2967                 goto alloc_done;
2968
2969         while (batchcount > 0) {
2970                 struct list_head *entry;
2971                 struct slab *slabp;
2972                 /* Get slab alloc is to come from. */
2973                 entry = l3->slabs_partial.next;
2974                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2975                         l3->free_touched = 1;
2976                         entry = l3->slabs_free.next;
2977                         if (entry == &l3->slabs_free)
2978                                 goto must_grow;
2979                 }
2980
2981                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2982                 check_slabp(cachep, slabp);
2983                 check_spinlock_acquired(cachep);
2984                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2985                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2986                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2987                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2988
2989                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2990                                                             node);
2991                 }
2992                 check_slabp(cachep, slabp);
2993
2994                 /* move slabp to correct slabp list: */
2995                 list_del(&slabp->list);
2996                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2997                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2998                 else
2999                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3000         }
3001
3002 must_grow:
3003         l3->free_objects -= ac->avail;
3004 alloc_done:
3005         spin_unlock(&l3->list_lock);
3006
3007         if (unlikely(!ac->avail)) {
3008                 int x;
3009                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3010
3011                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3012                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3013                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3014                         return NULL;
3015
3016                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3017                         goto retry;
3018         }
3019         ac->touched = 1;
3020         return ac->entry[--ac->avail];
3021 }
3022
3023 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3024                                                 gfp_t flags)
3025 {
3026         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3027 #if DEBUG
3028         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3029 #endif
3030 }
3031
3032 #if DEBUG
3033 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3034                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3035 {
3036         if (!objp)
3037                 return objp;
3038         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3039 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3040                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3041                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3042                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3043                 else
3044                         check_poison_obj(cachep, objp);
3045 #else
3046                 check_poison_obj(cachep, objp);
3047 #endif
3048                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3049         }
3050         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3051                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3052
3053         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3054                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3055                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3056                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3057                                                 " object was overwritten");
3058                         printk(KERN_ERR
3059                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
3060                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3061                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3062                 }
3063                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3064                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3065         }
3066 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3067         {
3068                 struct slab *slabp;
3069                 unsigned objnr;
3070
3071                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
3072                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3073                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3074         }
3075 #endif
3076         objp += obj_offset(cachep);
3077         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
3078                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
3079
3080                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
3081                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
3082
3083                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
3084         }
3085 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3086         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3087                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3088                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3089         }
3090 #endif
3091         return objp;
3092 }
3093 #else
3094 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3095 #endif
3096
3097 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
3098
3099 static struct failslab_attr {
3100
3101         struct fault_attr attr;
3102
3103         u32 ignore_gfp_wait;
3104 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3105         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
3106 #endif
3107
3108 } failslab = {
3109         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
3110         .ignore_gfp_wait = 1,
3111 };
3112
3113 static int __init setup_failslab(char *str)
3114 {
3115         return setup_fault_attr(&failslab.attr, str);
3116 }
3117 __setup("failslab=", setup_failslab);
3118
3119 static int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3120 {
3121         if (cachep == &cache_cache)
3122                 return 0;
3123         if (flags & __GFP_NOFAIL)
3124                 return 0;
3125         if (failslab.ignore_gfp_wait && (flags & __GFP_WAIT))
3126                 return 0;
3127
3128         return should_fail(&failslab.attr, obj_size(cachep));
3129 }
3130
3131 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3132
3133 static int __init failslab_debugfs(void)
3134 {
3135         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
3136         struct dentry *dir;
3137         int err;
3138
3139         err = init_fault_attr_dentries(&failslab.attr, "failslab");
3140         if (err)
3141                 return err;
3142         dir = failslab.attr.dentries.dir;
3143
3144         failslab.ignore_gfp_wait_file =
3145                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
3146                                       &failslab.ignore_gfp_wait);
3147
3148         if (!failslab.ignore_gfp_wait_file) {
3149                 err = -ENOMEM;
3150                 debugfs_remove(failslab.ignore_gfp_wait_file);
3151                 cleanup_fault_attr_dentries(&failslab.attr);
3152         }
3153
3154         return err;
3155 }
3156
3157 late_initcall(failslab_debugfs);
3158
3159 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
3160
3161 #else /* CONFIG_FAILSLAB */
3162
3163 static inline int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3164 {
3165         return 0;
3166 }
3167
3168 #endif /* CONFIG_FAILSLAB */
3169
3170 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3171 {
3172         void *objp;
3173         struct array_cache *ac;
3174
3175         check_irq_off();
3176
3177         if (should_failslab(cachep, flags))
3178                 return NULL;
3179
3180         ac = cpu_cache_get(cachep);
3181         if (likely(ac->avail)) {
3182                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3183                 ac->touched = 1;
3184                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3185         } else {
3186                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3187                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3188         }
3189         return objp;
3190 }
3191
3192 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
3193                                                 gfp_t flags, void *caller)
3194 {
3195         unsigned long save_flags;
3196         void *objp = NULL;
3197
3198         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3199
3200         local_irq_save(save_flags);
3201
3202         if (unlikely(NUMA_BUILD &&
3203                         current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY)))
3204                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
3205
3206         if (!objp)
3207                 objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
3208         /*
3209          * We may just have run out of memory on the local node.
3210          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3211          */
3212         if (NUMA_BUILD && !objp)
3213                 objp = ____cache_alloc_node(cachep, flags, numa_node_id());
3214         local_irq_restore(save_flags);
3215         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
3216                                             caller);
3217         prefetchw(objp);
3218         return objp;
3219 }
3220
3221 #ifdef CONFIG_NUMA
3222 /*
3223  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3224  *
3225  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3226  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3227  */
3228 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3229 {
3230         int nid_alloc, nid_here;
3231
3232         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3233                 return NULL;
3234         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3235         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3236                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3237         else if (current->mempolicy)
3238                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3239         if (nid_alloc != nid_here)
3240                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3241         return NULL;
3242 }
3243
3244 /*
3245  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3246  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3247  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3248  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3249  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3250  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3251  */
3252 void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3253 {
3254         struct zonelist *zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3255                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
3256         struct zone **z;
3257         void *obj = NULL;
3258         int nid;
3259         gfp_t local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
3260
3261 retry:
3262         /*
3263          * Look through allowed nodes for objects available
3264          * from existing per node queues.
3265          */
3266         for (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++) {
3267                 nid = zone_to_nid(*z);
3268
3269                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
3270                         cache->nodelists[nid] &&
3271                         cache->nodelists[nid]->free_objects)
3272                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3273                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3274         }
3275
3276         if (!obj && !(flags & __GFP_NO_GROW)) {
3277                 /*
3278                  * This allocation will be performed within the constraints
3279                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3280                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3281                  * set and go into memory reserves if necessary.
3282                  */
3283                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3284                         local_irq_enable();
3285                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3286                 obj = kmem_getpages(cache, flags, -1);
3287                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3288                         local_irq_disable();
3289                 if (obj) {
3290                         /*
3291                          * Insert into the appropriate per node queues
3292                          */
3293                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3294                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3295                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3296                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3297                                 if (!obj)
3298                                         /*
3299                                          * Another processor may allocate the
3300                                          * objects in the slab since we are
3301                                          * not holding any locks.
3302                                          */
3303                                         goto retry;
3304                         } else {
3305                                 /* cache_grow already freed obj */
3306                                 obj = NULL;
3307                         }
3308                 }
3309         }
3310         return obj;
3311 }
3312
3313 /*
3314  * A interface to enable slab creation on nodeid
3315  */
3316 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3317                                 int nodeid)
3318 {
3319         struct list_head *entry;
3320         struct slab *slabp;
3321         struct kmem_list3 *l3;
3322         void *obj;
3323         int x;
3324
3325         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3326         BUG_ON(!l3);
3327
3328 retry:
3329         check_irq_off();
3330         spin_lock(&l3->list_lock);
3331         entry = l3->slabs_partial.next;
3332         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3333                 l3->free_touched = 1;
3334                 entry = l3->slabs_free.next;
3335                 if (entry == &l3->slabs_free)
3336                         goto must_grow;
3337         }
3338
3339         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3340         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3341         check_slabp(cachep, slabp);
3342
3343         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3344         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3345         STATS_SET_HIGH(cachep);
3346
3347         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3348
3349         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3350         check_slabp(cachep, slabp);
3351         l3->free_objects--;
3352         /* move slabp to correct slabp list: */
3353         list_del(&slabp->list);
3354
3355         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3356                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3357         else
3358                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3359
3360         spin_unlock(&l3->list_lock);
3361         goto done;
3362
3363 must_grow:
3364         spin_unlock(&l3->list_lock);
3365         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3366         if (x)
3367                 goto retry;
3368
3369         if (!(flags & __GFP_THISNODE))
3370                 /* Unable to grow the cache. Fall back to other nodes. */
3371                 return fallback_alloc(cachep, flags);
3372
3373         return NULL;
3374
3375 done:
3376         return obj;
3377 }
3378 #endif
3379
3380 /*
3381  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3382  */
3383 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3384                        int node)
3385 {
3386         int i;
3387         struct kmem_list3 *l3;
3388
3389         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3390                 void *objp = objpp[i];
3391                 struct slab *slabp;
3392
3393                 slabp = virt_to_slab(objp);
3394                 l3 = cachep->nodelists[node];
3395                 list_del(&slabp->list);
3396                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3397                 check_slabp(cachep, slabp);
3398                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3399                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3400                 l3->free_objects++;
3401                 check_slabp(cachep, slabp);
3402
3403                 /* fixup slab chains */
3404                 if (slabp->inuse == 0) {
3405                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3406                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3407                                 /* No need to drop any previously held
3408                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3409                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3410                                  * a different cache, refer to comments before
3411                                  * alloc_slabmgmt.
3412                                  */
3413                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3414                         } else {
3415                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3416                         }
3417                 } else {
3418                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3419                          * partial list on free - maximum time for the
3420                          * other objects to be freed, too.
3421                          */
3422                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3423                 }
3424         }
3425 }
3426
3427 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3428 {
3429         int batchcount;
3430         struct kmem_list3 *l3;
3431         int node = numa_node_id();
3432
3433         batchcount = ac->batchcount;
3434 #if DEBUG
3435         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3436 #endif
3437         check_irq_off();
3438         l3 = cachep->nodelists[node];
3439         spin_lock(&l3->list_lock);
3440         if (l3->shared) {
3441                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3442                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3443                 if (max) {
3444                         if (batchcount > max)
3445                                 batchcount = max;
3446                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3447                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3448                         shared_array->avail += batchcount;
3449                         goto free_done;
3450                 }
3451         }
3452
3453         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3454 free_done:
3455 #if STATS
3456         {
3457                 int i = 0;
3458                 struct list_head *p;
3459
3460                 p = l3->slabs_free.next;
3461                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3462                         struct slab *slabp;
3463
3464                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3465                         BUG_ON(slabp->inuse);
3466
3467                         i++;
3468                         p = p->next;
3469                 }
3470                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3471         }
3472 #endif
3473         spin_unlock(&l3->list_lock);
3474         ac->avail -= batchcount;
3475         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3476 }
3477
3478 /*
3479  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3480  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3481  */
3482 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3483 {
3484         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3485
3486         check_irq_off();
3487         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3488
3489         if (cache_free_alien(cachep, objp))
3490                 return;
3491
3492         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3493                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3494                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3495                 return;
3496         } else {
3497                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3498                 cache_flusharray(cachep, ac);
3499                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3500         }
3501 }
3502
3503 /**
3504  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3505  * @cachep: The cache to allocate from.
3506  * @flags: See kmalloc().
3507  *
3508  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3509  * if the cache has no available objects.
3510  */
3511 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3512 {
3513         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3514 }
3515 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3516
3517 /**
3518  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3519  * @cache: The cache to allocate from.
3520  * @flags: See kmalloc().
3521  *
3522  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3523  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3524  */
3525 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3526 {
3527         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3528         if (ret)
3529                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3530         return ret;
3531 }
3532 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3533
3534 /**
3535  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3536  *      be a slab entry.
3537  * @cachep: the cache we're checking against
3538  * @ptr: pointer to validate
3539  *
3540  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3541  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3542  * part of the slab cache in question, but it at least
3543  * validates that the pointer can be dereferenced and
3544  * looks half-way sane.
3545  *
3546  * Currently only used for dentry validation.
3547  */
3548 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3549 {
3550         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3551         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3552         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3553         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3554         struct page *page;
3555
3556         if (unlikely(addr < min_addr))
3557                 goto out;
3558         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3559                 goto out;
3560         if (unlikely(addr & align_mask))
3561                 goto out;
3562         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3563                 goto out;
3564         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3565                 goto out;
3566         page = virt_to_page(ptr);
3567         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3568                 goto out;
3569         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3570                 goto out;
3571         return 1;
3572 out:
3573         return 0;
3574 }
3575
3576 #ifdef CONFIG_NUMA
3577 /**
3578  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3579  * @cachep: The cache to allocate from.
3580  * @flags: See kmalloc().
3581  * @nodeid: node number of the target node.
3582  * @caller: return address of caller, used for debug information
3583  *
3584  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3585  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3586  *
3587  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3588  */
3589 static __always_inline void *
3590 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3591                 int nodeid, void *caller)
3592 {
3593         unsigned long save_flags;
3594         void *ptr = NULL;
3595
3596         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3597         local_irq_save(save_flags);
3598
3599         if (unlikely(nodeid == -1))
3600                 nodeid = numa_node_id();
3601
3602         if (likely(cachep->nodelists[nodeid])) {
3603                 if (nodeid == numa_node_id()) {
3604                         /*
3605                          * Use the locally cached objects if possible.
3606                          * However ____cache_alloc does not allow fallback
3607                          * to other nodes. It may fail while we still have
3608                          * objects on other nodes available.
3609                          */
3610                         ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3611                 }
3612                 if (!ptr) {
3613                         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3614                         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3615                 }
3616         } else {
3617                 /* Node not bootstrapped yet */
3618                 if (!(flags & __GFP_THISNODE))
3619                         ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3620         }
3621
3622         local_irq_restore(save_flags);
3623         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3624
3625         return ptr;
3626 }
3627
3628 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3629 {
3630         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3631                         __builtin_return_address(0));
3632 }
3633 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3634
3635 static __always_inline void *
3636 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3637 {
3638         struct kmem_cache *cachep;
3639
3640         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3641         if (unlikely(cachep == NULL))
3642                 return NULL;
3643         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3644 }
3645
3646 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3647 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3648 {
3649         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3650                         __builtin_return_address(0));
3651 }
3652 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3653
3654 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3655                 int node, void *caller)
3656 {
3657         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3658 }
3659 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3660 #else
3661 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3662 {
3663         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3664 }
3665 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3666 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3667 #endif /* CONFIG_NUMA */
3668
3669 /**
3670  * __do_kmalloc - allocate memory
3671  * @size: how many bytes of memory are required.
3672  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3673  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3674  */
3675 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3676                                           void *caller)
3677 {
3678         struct kmem_cache *cachep;
3679
3680         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3681          * __ with kmem_.
3682          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3683          * functions.
3684          */
3685         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3686         if (unlikely(cachep == NULL))
3687                 return NULL;
3688         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3689 }
3690
3691
3692 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3693 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3694 {
3695         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3696 }
3697 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3698
3699 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3700 {
3701         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3702 }
3703 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3704
3705 #else
3706 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3707 {
3708         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3709 }
3710 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3711 #endif
3712
3713 /**
3714  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3715  * @cachep: The cache the allocation was from.
3716  * @objp: The previously allocated object.
3717  *
3718  * Free an object which was previously allocated from this
3719  * cache.
3720  */
3721 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3722 {
3723         unsigned long flags;
3724
3725         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3726
3727         local_irq_save(flags);
3728         __cache_free(cachep, objp);
3729         local_irq_restore(flags);
3730 }
3731 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3732
3733 /**
3734  * kfree - free previously allocated memory
3735  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3736  *
3737  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3738  *
3739  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3740  * or you will run into trouble.
3741  */
3742 void kfree(const void *objp)
3743 {
3744         struct kmem_cache *c;
3745         unsigned long flags;
3746
3747         if (unlikely(!objp))
3748                 return;
3749         local_irq_save(flags);
3750         kfree_debugcheck(objp);
3751         c = virt_to_cache(objp);
3752         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3753         __cache_free(c, (void *)objp);
3754         local_irq_restore(flags);
3755 }
3756 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3757
3758 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3759 {
3760         return obj_size(cachep);
3761 }
3762 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3763
3764 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3765 {
3766         return cachep->name;
3767 }
3768 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3769
3770 /*
3771  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3772  */
3773 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3774 {
3775         int node;
3776         struct kmem_list3 *l3;
3777         struct array_cache *new_shared;
3778         struct array_cache **new_alien = NULL;
3779
3780         for_each_online_node(node) {
3781
3782                 if (use_alien_caches) {
3783                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3784                         if (!new_alien)
3785                                 goto fail;
3786                 }
3787
3788                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3789                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3790                                         0xbaadf00d);
3791                 if (!new_shared) {
3792                         free_alien_cache(new_alien);
3793                         goto fail;
3794                 }
3795
3796                 l3 = cachep->nodelists[node];
3797                 if (l3) {
3798                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3799
3800                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3801
3802                         if (shared)
3803                                 free_block(cachep, shared->entry,
3804                                                 shared->avail, node);
3805
3806                         l3->shared = new_shared;
3807                         if (!l3->alien) {
3808                                 l3->alien = new_alien;
3809                                 new_alien = NULL;
3810                         }
3811                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3812                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3813                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3814                         kfree(shared);
3815                         free_alien_cache(new_alien);
3816                         continue;
3817                 }
3818                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3819                 if (!l3) {
3820                         free_alien_cache(new_alien);
3821                         kfree(new_shared);
3822                         goto fail;
3823                 }
3824
3825                 kmem_list3_init(l3);
3826                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3827                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3828                 l3->shared = new_shared;
3829                 l3->alien = new_alien;
3830                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3831                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3832                 cachep->nodelists[node] = l3;
3833         }
3834         return 0;
3835
3836 fail:
3837         if (!cachep->next.next) {
3838                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3839                 node--;
3840                 while (node >= 0) {
3841                         if (cachep->nodelists[node]) {
3842                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3843
3844                                 kfree(l3->shared);
3845                                 free_alien_cache(l3->alien);
3846                                 kfree(l3);
3847                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3848                         }
3849                         node--;
3850                 }
3851         }
3852         return -ENOMEM;
3853 }
3854
3855 struct ccupdate_struct {
3856         struct kmem_cache *cachep;
3857         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3858 };
3859
3860 static void do_ccupdate_local(void *info)
3861 {
3862         struct ccupdate_struct *new = info;
3863         struct array_cache *old;
3864
3865         check_irq_off();
3866         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3867
3868         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3869         new->new[smp_processor_id()] = old;
3870 }
3871
3872 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3873 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3874                                 int batchcount, int shared)
3875 {
3876         struct ccupdate_struct *new;
3877         int i;
3878
3879         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3880         if (!new)
3881                 return -ENOMEM;
3882
3883         for_each_online_cpu(i) {
3884                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3885                                                 batchcount);
3886                 if (!new->new[i]) {
3887                         for (i--; i >= 0; i--)
3888                                 kfree(new->new[i]);
3889                         kfree(new);
3890                         return -ENOMEM;
3891                 }
3892         }
3893         new->cachep = cachep;
3894
3895         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3896
3897         check_irq_on();
3898         cachep->batchcount = batchcount;
3899         cachep->limit = limit;
3900         cachep->shared = shared;
3901
3902         for_each_online_cpu(i) {
3903                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3904                 if (!ccold)
3905                         continue;
3906                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3907                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3908                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3909                 kfree(ccold);
3910         }
3911         kfree(new);
3912         return alloc_kmemlist(cachep);
3913 }
3914
3915 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3916 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3917 {
3918         int err;
3919         int limit, shared;
3920
3921         /*
3922          * The head array serves three purposes:
3923          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3924          * - reduce the number of spinlock operations.
3925          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3926          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3927          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3928          * Bonwick.
3929          */
3930         if (cachep->buffer_size > 131072)
3931                 limit = 1;
3932         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3933                 limit = 8;
3934         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3935                 limit = 24;
3936         else if (cachep->buffer_size > 256)
3937                 limit = 54;
3938         else
3939                 limit = 120;
3940
3941         /*
3942          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3943          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3944          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3945          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3946          * replaces Bonwick's magazine layer.
3947          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3948          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3949          */
3950         shared = 0;
3951 #ifdef CONFIG_SMP
3952         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3953                 shared = 8;
3954 #endif
3955
3956 #if DEBUG
3957         /*
3958          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3959          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3960          */
3961         if (limit > 32)
3962                 limit = 32;
3963 #endif
3964         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3965         if (err)
3966                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3967                        cachep->name, -err);
3968         return err;
3969 }
3970
3971 /*
3972  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3973  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3974  * if drain_array() is used on the shared array.
3975  */
3976 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3977                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3978 {
3979         int tofree;
3980
3981         if (!ac || !ac->avail)
3982                 return;
3983         if (ac->touched && !force) {
3984                 ac->touched = 0;
3985         } else {
3986                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3987                 if (ac->avail) {
3988                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3989                         if (tofree > ac->avail)
3990                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3991                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3992                         ac->avail -= tofree;
3993                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3994                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3995                 }
3996                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3997         }
3998 }
3999
4000 /**
4001  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4002  * @unused: unused parameter
4003  *
4004  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4005  * Purpose:
4006  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4007  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4008  *
4009  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4010  * again on the next iteration.
4011  */
4012 static void cache_reap(struct work_struct *unused)
4013 {
4014         struct kmem_cache *searchp;
4015         struct kmem_list3 *l3;
4016         int node = numa_node_id();
4017
4018         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
4019                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4020                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
4021                                       round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4022                 return;
4023         }
4024
4025         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4026                 check_irq_on();
4027
4028                 /*
4029                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4030                  * have established with reasonable certainty that
4031                  * we can do some work if the lock was obtained.
4032                  */
4033                 l3 = searchp->nodelists[node];
4034
4035                 reap_alien(searchp, l3);
4036
4037                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4038
4039                 /*
4040                  * These are racy checks but it does not matter
4041                  * if we skip one check or scan twice.
4042                  */
4043                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4044                         goto next;
4045
4046                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4047
4048                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4049
4050                 if (l3->free_touched)
4051                         l3->free_touched = 0;
4052                 else {
4053                         int freed;
4054
4055                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4056                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4057                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4058                 }
4059 next:
4060                 cond_resched();
4061         }
4062         check_irq_on();
4063         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4064         next_reap_node();
4065         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
4066         /* Set up the next iteration */
4067         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
4068                 round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4069 }
4070
4071 #ifdef CONFIG_PROC_FS
4072
4073 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4074 {
4075         /*
4076          * Output format version, so at least we can change it
4077          * without _too_ many complaints.
4078          */
4079 #if STATS
4080         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4081 #else
4082         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4083 #endif
4084         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4085                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4086         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4087         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4088 #if STATS
4089         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4090                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4091         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4092 #endif
4093         seq_putc(m, '\n');
4094 }
4095
4096 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4097 {
4098         loff_t n = *pos;
4099         struct list_head *p;
4100
4101         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4102         if (!n)
4103                 print_slabinfo_header(m);
4104         p = cache_chain.next;
4105         while (n--) {
4106                 p = p->next;
4107                 if (p == &cache_chain)
4108                         return NULL;
4109         }
4110         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4111 }
4112
4113 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4114 {
4115         struct kmem_cache *cachep = p;
4116         ++*pos;
4117         return cachep->next.next == &cache_chain ?
4118                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
4119 }
4120
4121 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4122 {
4123         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4124 }
4125
4126 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4127 {
4128         struct kmem_cache *cachep = p;
4129         struct slab *slabp;
4130         unsigned long active_objs;
4131         unsigned long num_objs;
4132         unsigned long active_slabs = 0;
4133         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4134         const char *name;
4135         char *error = NULL;
4136         int node;
4137         struct kmem_list3 *l3;
4138
4139         active_objs = 0;
4140         num_slabs = 0;
4141         for_each_online_node(node) {
4142                 l3 = cachep->nodelists[node];
4143                 if (!l3)
4144                         continue;
4145
4146                 check_irq_on();
4147                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4148
4149                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4150                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4151                                 error = "slabs_full accounting error";
4152                         active_objs += cachep->num;
4153                         active_slabs++;
4154                 }
4155                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4156                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4157                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4158                         if (!slabp->inuse && !error)
4159                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4160                         active_objs += slabp->inuse;
4161                         active_slabs++;
4162                 }
4163                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4164                         if (slabp->inuse && !error)
4165                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4166                         num_slabs++;
4167                 }
4168                 free_objects += l3->free_objects;
4169                 if (l3->shared)
4170                         shared_avail += l3->shared->avail;
4171
4172                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4173         }
4174         num_slabs += active_slabs;
4175         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4176         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4177                 error = "free_objects accounting error";
4178
4179         name = cachep->name;
4180         if (error)
4181                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4182
4183         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4184                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4185                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4186         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4187                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4188         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4189                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4190 #if STATS
4191         {                       /* list3 stats */
4192                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4193                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4194                 unsigned long grown = cachep->grown;
4195                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4196                 unsigned long errors = cachep->errors;
4197                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4198                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4199                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4200                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4201
4202                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4203                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4204                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4205                                 node_frees, overflows);
4206         }
4207         /* cpu stats */
4208         {
4209                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4210                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4211                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4212                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4213
4214                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4215                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4216         }
4217 #endif
4218         seq_putc(m, '\n');
4219         return 0;
4220 }
4221
4222 /*
4223  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4224  *
4225  * Output layout:
4226  * cache-name
4227  * num-active-objs
4228  * total-objs
4229  * object size
4230  * num-active-slabs
4231  * total-slabs
4232  * num-pages-per-slab
4233  * + further values on SMP and with statistics enabled
4234  */
4235
4236 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4237         .start = s_start,
4238         .next = s_next,
4239         .stop = s_stop,
4240         .show = s_show,
4241 };
4242
4243 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4244 /**
4245  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4246  * @file: unused
4247  * @buffer: user buffer
4248  * @count: data length
4249  * @ppos: unused
4250  */
4251 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4252                        size_t count, loff_t *ppos)
4253 {
4254         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4255         int limit, batchcount, shared, res;
4256         struct kmem_cache *cachep;
4257
4258         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4259                 return -EINVAL;
4260         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4261                 return -EFAULT;
4262         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4263
4264         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4265         if (!tmp)
4266                 return -EINVAL;
4267         *tmp = '\0';
4268         tmp++;
4269         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4270                 return -EINVAL;
4271
4272         /* Find the cache in the chain of caches. */
4273         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4274         res = -EINVAL;
4275         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4276                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4277                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4278                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4279                                 res = 0;
4280                         } else {
4281                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4282                                                        batchcount, shared);
4283                         }
4284                         break;
4285                 }
4286         }
4287         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4288         if (res >= 0)
4289                 res = count;
4290         return res;
4291 }
4292
4293 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4294
4295 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4296 {
4297         loff_t n = *pos;
4298         struct list_head *p;
4299
4300         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4301         p = cache_chain.next;
4302         while (n--) {
4303                 p = p->next;
4304                 if (p == &cache_chain)
4305                         return NULL;
4306         }
4307         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4308 }
4309
4310 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4311 {
4312         unsigned long *p;
4313         int l;
4314         if (!v)
4315                 return 1;
4316         l = n[1];
4317         p = n + 2;
4318         while (l) {
4319                 int i = l/2;
4320                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4321                 if (*q == v) {
4322                         q[1]++;
4323                         return 1;
4324                 }
4325                 if (*q > v) {
4326                         l = i;
4327                 } else {
4328                         p = q + 2;
4329                         l -= i + 1;
4330                 }
4331         }
4332         if (++n[1] == n[0])
4333                 return 0;
4334         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4335         p[0] = v;
4336         p[1] = 1;
4337         return 1;
4338 }
4339
4340 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4341 {
4342         void *p;
4343         int i;
4344         if (n[0] == n[1])
4345                 return;
4346         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4347                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4348                         continue;
4349                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4350                         return;
4351         }
4352 }
4353
4354 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4355 {
4356 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4357         char *modname;
4358         const char *name;
4359         unsigned long offset, size;
4360         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4361
4362         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4363
4364         if (name) {
4365                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4366                 if (modname)
4367                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4368                 return;
4369         }
4370 #endif
4371         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4372 }
4373
4374 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4375 {
4376         struct kmem_cache *cachep = p;
4377         struct slab *slabp;
4378         struct kmem_list3 *l3;
4379         const char *name;
4380         unsigned long *n = m->private;
4381         int node;
4382         int i;
4383
4384         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4385                 return 0;
4386         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4387                 return 0;
4388
4389         /* OK, we can do it */
4390
4391         n[1] = 0;
4392
4393         for_each_online_node(node) {
4394                 l3 = cachep->nodelists[node];
4395                 if (!l3)
4396                         continue;
4397
4398                 check_irq_on();
4399                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4400
4401                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4402                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4403                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4404                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4405                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4406         }
4407         name = cachep->name;
4408         if (n[0] == n[1]) {
4409                 /* Increase the buffer size */
4410                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4411                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4412                 if (!m->private) {
4413                         /* Too bad, we are really out */
4414                         m->private = n;
4415                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4416                         return -ENOMEM;
4417                 }
4418                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4419                 kfree(n);
4420                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4421                 /* Now make sure this entry will be retried */
4422                 m->count = m->size;
4423                 return 0;
4424         }
4425         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4426                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4427                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4428                 seq_putc(m, '\n');
4429         }
4430
4431         return 0;
4432 }
4433
4434 const struct seq_operations slabstats_op = {
4435         .start = leaks_start,
4436         .next = s_next,
4437         .stop = s_stop,
4438         .show = leaks_show,
4439 };
4440 #endif
4441 #endif
4442
4443 /**
4444  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4445  * @objp: Pointer to the object
4446  *
4447  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4448  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4449  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4450  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4451  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4452  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4453  * must not be freed during the duration of the call.
4454  */
4455 unsigned int ksize(const void *objp)
4456 {
4457         if (unlikely(objp == NULL))
4458                 return 0;
4459
4460         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4461 }