Merge commit 'linus/master' into HEAD
[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 initializations 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/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/kmemtrace.h>
106 #include        <linux/rcupdate.h>
107 #include        <linux/string.h>
108 #include        <linux/uaccess.h>
109 #include        <linux/nodemask.h>
110 #include        <linux/kmemleak.h>
111 #include        <linux/mempolicy.h>
112 #include        <linux/mutex.h>
113 #include        <linux/fault-inject.h>
114 #include        <linux/rtmutex.h>
115 #include        <linux/reciprocal_div.h>
116 #include        <linux/debugobjects.h>
117 #include        <linux/kmemcheck.h>
118
119 #include        <asm/cacheflush.h>
120 #include        <asm/tlbflush.h>
121 #include        <asm/page.h>
122
123 /*
124  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
125  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
126  *
127  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
128  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
129  *
130  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
131  */
132
133 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
134 #define DEBUG           1
135 #define STATS           1
136 #define FORCED_DEBUG    1
137 #else
138 #define DEBUG           0
139 #define STATS           0
140 #define FORCED_DEBUG    0
141 #endif
142
143 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
144 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
145 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
146
147 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
148 /*
149  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
150  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
151  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
152  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
153  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
154  * ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
155  * Note that increasing this value may disable some debug features.
156  */
157 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
158 #endif
159
160 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
161 /*
162  * Enforce a minimum alignment for all caches.
163  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
164  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
165  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
166  * some debug features.
167  */
168 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
169 #endif
170
171 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
172 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
173 #endif
174
175 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
176 #if DEBUG
177 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
178                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
179                          SLAB_CACHE_DMA | \
180                          SLAB_STORE_USER | \
181                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
182                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
183                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
184 #else
185 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
186                          SLAB_CACHE_DMA | \
187                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
188                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
189                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
190 #endif
191
192 /*
193  * kmem_bufctl_t:
194  *
195  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
196  * linked offsets.
197  *
198  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
199  * slab an object belongs to.
200  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
201  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
202  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
203  * that does not use off-slab slabs.
204  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
205  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
206  * to have too many per slab.
207  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
208  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
209  */
210
211 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
212 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
213 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
214 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
215 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
216
217 /*
218  * struct slab
219  *
220  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
221  * for a slab, or allocated from an general cache.
222  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
223  */
224 struct slab {
225         struct list_head list;
226         unsigned long colouroff;
227         void *s_mem;            /* including colour offset */
228         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
229         kmem_bufctl_t free;
230         unsigned short nodeid;
231 };
232
233 /*
234  * struct slab_rcu
235  *
236  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
237  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
238  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
239  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
240  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
241  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
242  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
243  *
244  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
245  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
246  *
247  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
248  */
249 struct slab_rcu {
250         struct rcu_head head;
251         struct kmem_cache *cachep;
252         void *addr;
253 };
254
255 /*
256  * struct array_cache
257  *
258  * Purpose:
259  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
260  * - reduce the number of linked list operations
261  * - reduce spinlock operations
262  *
263  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
264  * footprint.
265  *
266  */
267 struct array_cache {
268         unsigned int avail;
269         unsigned int limit;
270         unsigned int batchcount;
271         unsigned int touched;
272         spinlock_t lock;
273         void *entry[];  /*
274                          * Must have this definition in here for the proper
275                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
276                          * the entries.
277                          */
278 };
279
280 /*
281  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
282  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
283  */
284 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
285 struct arraycache_init {
286         struct array_cache cache;
287         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
288 };
289
290 /*
291  * The slab lists for all objects.
292  */
293 struct kmem_list3 {
294         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
295         struct list_head slabs_full;
296         struct list_head slabs_free;
297         unsigned long free_objects;
298         unsigned int free_limit;
299         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
300         spinlock_t list_lock;
301         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
302         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
303         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
304         int free_touched;               /* updated without locking */
305 };
306
307 /*
308  * The slab allocator is initialized with interrupts disabled. Therefore, make
309  * sure early boot allocations don't accidentally enable interrupts.
310  */
311 static gfp_t slab_gfp_mask __read_mostly = SLAB_GFP_BOOT_MASK;
312
313 /*
314  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
315  */
316 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
317 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
318 #define CACHE_CACHE 0
319 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
320 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
321
322 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
323                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
324 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
325                         int node);
326 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
327 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
328
329 /*
330  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
331  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
332  */
333 static __always_inline int index_of(const size_t size)
334 {
335         extern void __bad_size(void);
336
337         if (__builtin_constant_p(size)) {
338                 int i = 0;
339
340 #define CACHE(x) \
341         if (size <=x) \
342                 return i; \
343         else \
344                 i++;
345 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
346 #undef CACHE
347                 __bad_size();
348         } else
349                 __bad_size();
350         return 0;
351 }
352
353 static int slab_early_init = 1;
354
355 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
356 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
357
358 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
359 {
360         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
361         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
362         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
363         parent->shared = NULL;
364         parent->alien = NULL;
365         parent->colour_next = 0;
366         spin_lock_init(&parent->list_lock);
367         parent->free_objects = 0;
368         parent->free_touched = 0;
369 }
370
371 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
372         do {                                                            \
373                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
374                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
375         } while (0)
376
377 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
378         do {                                                            \
379         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
380         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
381         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
382         } while (0)
383
384 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
385 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
386
387 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
388 /*
389  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
390  * cpucache drain/refill cycles.
391  *
392  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
393  * which could lock up otherwise freeable slabs.
394  */
395 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
396 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
397
398 #if STATS
399 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
400 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
401 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
402 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
403 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
404 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
405         do {                                                            \
406                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
407                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
408         } while (0)
409 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
410 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
411 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
412 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
413 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
414         do {                                                            \
415                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
416                         (x)->max_freeable = i;                          \
417         } while (0)
418 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
419 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
420 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
421 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
422 #else
423 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
424 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
425 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
426 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
427 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
428 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
429 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
430 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
431 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
432 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
433 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
434 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
435 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
436 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
437 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
438 #endif
439
440 #if DEBUG
441
442 /*
443  * memory layout of objects:
444  * 0            : objp
445  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
446  *              the end of an object is aligned with the end of the real
447  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
448  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
449  *              redzone word.
450  * cachep->obj_offset: The real object.
451  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
452  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
453  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
454  */
455 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
456 {
457         return cachep->obj_offset;
458 }
459
460 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
461 {
462         return cachep->obj_size;
463 }
464
465 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
466 {
467         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
468         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
469                                       sizeof(unsigned long long));
470 }
471
472 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
473 {
474         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
475         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
476                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
477                                               sizeof(unsigned long long) -
478                                               REDZONE_ALIGN);
479         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
480                                        sizeof(unsigned long long));
481 }
482
483 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
484 {
485         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
486         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
487 }
488
489 #else
490
491 #define obj_offset(x)                   0
492 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
493 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
494 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
495 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
496
497 #endif
498
499 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
500 size_t slab_buffer_size(struct kmem_cache *cachep)
501 {
502         return cachep->buffer_size;
503 }
504 EXPORT_SYMBOL(slab_buffer_size);
505 #endif
506
507 /*
508  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
509  */
510 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
511 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
512 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
513
514 /*
515  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
516  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
517  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
518  */
519 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
520 {
521         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
522 }
523
524 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
525 {
526         page = compound_head(page);
527         BUG_ON(!PageSlab(page));
528         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
529 }
530
531 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
532 {
533         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
534 }
535
536 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
537 {
538         BUG_ON(!PageSlab(page));
539         return (struct slab *)page->lru.prev;
540 }
541
542 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
543 {
544         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
545         return page_get_cache(page);
546 }
547
548 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
549 {
550         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
551         return page_get_slab(page);
552 }
553
554 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
555                                  unsigned int idx)
556 {
557         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
558 }
559
560 /*
561  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
562  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
563  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
564  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
565  */
566 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
567                                         const struct slab *slab, void *obj)
568 {
569         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
570         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
571 }
572
573 /*
574  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
575  */
576 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
577 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
578 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
579         CACHE(ULONG_MAX)
580 #undef CACHE
581 };
582 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
583
584 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
585 struct cache_names {
586         char *name;
587         char *name_dma;
588 };
589
590 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
591 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
592 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
593         {NULL,}
594 #undef CACHE
595 };
596
597 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
598     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
599 static struct arraycache_init initarray_generic =
600     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
601
602 /* internal cache of cache description objs */
603 static struct kmem_cache cache_cache = {
604         .batchcount = 1,
605         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
606         .shared = 1,
607         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
608         .name = "kmem_cache",
609 };
610
611 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
612
613 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
614
615 /*
616  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
617  * for other slabs "off slab".
618  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
619  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
620  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
621  *
622  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
623  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
624  * then comes back up during hotplug
625  */
626 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
627 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
628
629 static inline void init_lock_keys(void)
630
631 {
632         int q;
633         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
634
635         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
636                 for_each_node(q) {
637                         struct array_cache **alc;
638                         int r;
639                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
640                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
641                                 continue;
642                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
643                         alc = l3->alien;
644                         /*
645                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
646                          * should go away when common slab code is taught to
647                          * work even without alien caches.
648                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
649                          * for alloc_alien_cache,
650                          */
651                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
652                                 continue;
653                         for_each_node(r) {
654                                 if (alc[r])
655                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
656                                              &on_slab_alc_key);
657                         }
658                 }
659                 s++;
660         }
661 }
662 #else
663 static inline void init_lock_keys(void)
664 {
665 }
666 #endif
667
668 /*
669  * Guard access to the cache-chain.
670  */
671 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
672 static struct list_head cache_chain;
673
674 /*
675  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
676  * until the general caches are up.
677  */
678 static enum {
679         NONE,
680         PARTIAL_AC,
681         PARTIAL_L3,
682         EARLY,
683         FULL
684 } g_cpucache_up;
685
686 /*
687  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
688  */
689 int slab_is_available(void)
690 {
691         return g_cpucache_up >= EARLY;
692 }
693
694 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
695
696 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
697 {
698         return cachep->array[smp_processor_id()];
699 }
700
701 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
702                                                         gfp_t gfpflags)
703 {
704         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
705
706 #if DEBUG
707         /* This happens if someone tries to call
708          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
709          * the generic caches are initialized.
710          */
711         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
712 #endif
713         if (!size)
714                 return ZERO_SIZE_PTR;
715
716         while (size > csizep->cs_size)
717                 csizep++;
718
719         /*
720          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
721          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
722          * for large kmalloc calls required.
723          */
724 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
725         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
726                 return csizep->cs_dmacachep;
727 #endif
728         return csizep->cs_cachep;
729 }
730
731 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
732 {
733         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
734 }
735
736 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
737 {
738         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
739 }
740
741 /*
742  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
743  */
744 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
745                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
746                            unsigned int *num)
747 {
748         int nr_objs;
749         size_t mgmt_size;
750         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
751
752         /*
753          * The slab management structure can be either off the slab or
754          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
755          * slab is used for:
756          *
757          * - The struct slab
758          * - One kmem_bufctl_t for each object
759          * - Padding to respect alignment of @align
760          * - @buffer_size bytes for each object
761          *
762          * If the slab management structure is off the slab, then the
763          * alignment will already be calculated into the size. Because
764          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
765          * correct alignment when allocated.
766          */
767         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
768                 mgmt_size = 0;
769                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
770
771                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
772                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
773         } else {
774                 /*
775                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
776                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
777                  * least @align. In the worst case, this result will
778                  * be one greater than the number of objects that fit
779                  * into the memory allocation when taking the padding
780                  * into account.
781                  */
782                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
783                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
784
785                 /*
786                  * This calculated number will be either the right
787                  * amount, or one greater than what we want.
788                  */
789                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
790                        > slab_size)
791                         nr_objs--;
792
793                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
794                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
795
796                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
797         }
798         *num = nr_objs;
799         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
800 }
801
802 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
803
804 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
805                         char *msg)
806 {
807         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
808                function, cachep->name, msg);
809         dump_stack();
810 }
811
812 /*
813  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
814  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
815  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
816  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
817  * line
818   */
819
820 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
821 static int numa_platform __read_mostly = 1;
822 static int __init noaliencache_setup(char *s)
823 {
824         use_alien_caches = 0;
825         return 1;
826 }
827 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
828
829 #ifdef CONFIG_NUMA
830 /*
831  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
832  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
833  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
834  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
835  */
836 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
837
838 static void init_reap_node(int cpu)
839 {
840         int node;
841
842         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
843         if (node == MAX_NUMNODES)
844                 node = first_node(node_online_map);
845
846         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
847 }
848
849 static void next_reap_node(void)
850 {
851         int node = __get_cpu_var(reap_node);
852
853         node = next_node(node, node_online_map);
854         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
855                 node = first_node(node_online_map);
856         __get_cpu_var(reap_node) = node;
857 }
858
859 #else
860 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
861 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
862 #endif
863
864 /*
865  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
866  * via the workqueue/eventd.
867  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
868  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
869  * lock.
870  */
871 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
872 {
873         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
874
875         /*
876          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
877          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
878          * at that time.
879          */
880         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
881                 init_reap_node(cpu);
882                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
883                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
884                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
885         }
886 }
887
888 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
889                                             int batchcount, gfp_t gfp)
890 {
891         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
892         struct array_cache *nc = NULL;
893
894         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
895         /*
896          * The array_cache structures contain pointers to free object.
897          * However, when such objects are allocated or transfered to another
898          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
899          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
900          * not scan such objects.
901          */
902         kmemleak_no_scan(nc);
903         if (nc) {
904                 nc->avail = 0;
905                 nc->limit = entries;
906                 nc->batchcount = batchcount;
907                 nc->touched = 0;
908                 spin_lock_init(&nc->lock);
909         }
910         return nc;
911 }
912
913 /*
914  * Transfer objects in one arraycache to another.
915  * Locking must be handled by the caller.
916  *
917  * Return the number of entries transferred.
918  */
919 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
920                 struct array_cache *from, unsigned int max)
921 {
922         /* Figure out how many entries to transfer */
923         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
924
925         if (!nr)
926                 return 0;
927
928         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
929                         sizeof(void *) *nr);
930
931         from->avail -= nr;
932         to->avail += nr;
933         to->touched = 1;
934         return nr;
935 }
936
937 #ifndef CONFIG_NUMA
938
939 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
940 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
941
942 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
943 {
944         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
945 }
946
947 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
948 {
949 }
950
951 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
952 {
953         return 0;
954 }
955
956 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
957                 gfp_t flags)
958 {
959         return NULL;
960 }
961
962 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
963                  gfp_t flags, int nodeid)
964 {
965         return NULL;
966 }
967
968 #else   /* CONFIG_NUMA */
969
970 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
971 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
972
973 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
974 {
975         struct array_cache **ac_ptr;
976         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
977         int i;
978
979         if (limit > 1)
980                 limit = 12;
981         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
982         if (ac_ptr) {
983                 for_each_node(i) {
984                         if (i == node || !node_online(i)) {
985                                 ac_ptr[i] = NULL;
986                                 continue;
987                         }
988                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
989                         if (!ac_ptr[i]) {
990                                 for (i--; i >= 0; i--)
991                                         kfree(ac_ptr[i]);
992                                 kfree(ac_ptr);
993                                 return NULL;
994                         }
995                 }
996         }
997         return ac_ptr;
998 }
999
1000 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1001 {
1002         int i;
1003
1004         if (!ac_ptr)
1005                 return;
1006         for_each_node(i)
1007             kfree(ac_ptr[i]);
1008         kfree(ac_ptr);
1009 }
1010
1011 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1012                                 struct array_cache *ac, int node)
1013 {
1014         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1015
1016         if (ac->avail) {
1017                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1018                 /*
1019                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1020                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1021                  * into the free lists and getting them back later.
1022                  */
1023                 if (rl3->shared)
1024                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1025
1026                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1027                 ac->avail = 0;
1028                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1029         }
1030 }
1031
1032 /*
1033  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1034  */
1035 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1036 {
1037         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1038
1039         if (l3->alien) {
1040                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1041
1042                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1043                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1044                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1045                 }
1046         }
1047 }
1048
1049 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1050                                 struct array_cache **alien)
1051 {
1052         int i = 0;
1053         struct array_cache *ac;
1054         unsigned long flags;
1055
1056         for_each_online_node(i) {
1057                 ac = alien[i];
1058                 if (ac) {
1059                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1060                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1061                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1062                 }
1063         }
1064 }
1065
1066 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1067 {
1068         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1069         int nodeid = slabp->nodeid;
1070         struct kmem_list3 *l3;
1071         struct array_cache *alien = NULL;
1072         int node;
1073
1074         node = numa_node_id();
1075
1076         /*
1077          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1078          * cache on this cpu.
1079          */
1080         if (likely(slabp->nodeid == node))
1081                 return 0;
1082
1083         l3 = cachep->nodelists[node];
1084         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1085         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1086                 alien = l3->alien[nodeid];
1087                 spin_lock(&alien->lock);
1088                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1089                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1090                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1091                 }
1092                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1093                 spin_unlock(&alien->lock);
1094         } else {
1095                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1096                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1097                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1098         }
1099         return 1;
1100 }
1101 #endif
1102
1103 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1104 {
1105         struct kmem_cache *cachep;
1106         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1107         int node = cpu_to_node(cpu);
1108         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1109
1110         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1111                 struct array_cache *nc;
1112                 struct array_cache *shared;
1113                 struct array_cache **alien;
1114
1115                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1116                 nc = cachep->array[cpu];
1117                 cachep->array[cpu] = NULL;
1118                 l3 = cachep->nodelists[node];
1119
1120                 if (!l3)
1121                         goto free_array_cache;
1122
1123                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1124
1125                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1126                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1127                 if (nc)
1128                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1129
1130                 if (!cpus_empty(*mask)) {
1131                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1132                         goto free_array_cache;
1133                 }
1134
1135                 shared = l3->shared;
1136                 if (shared) {
1137                         free_block(cachep, shared->entry,
1138                                    shared->avail, node);
1139                         l3->shared = NULL;
1140                 }
1141
1142                 alien = l3->alien;
1143                 l3->alien = NULL;
1144
1145                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1146
1147                 kfree(shared);
1148                 if (alien) {
1149                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1150                         free_alien_cache(alien);
1151                 }
1152 free_array_cache:
1153                 kfree(nc);
1154         }
1155         /*
1156          * In the previous loop, all the objects were freed to
1157          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1158          * shrink each nodelist to its limit.
1159          */
1160         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1161                 l3 = cachep->nodelists[node];
1162                 if (!l3)
1163                         continue;
1164                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1165         }
1166 }
1167
1168 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1169 {
1170         struct kmem_cache *cachep;
1171         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1172         int node = cpu_to_node(cpu);
1173         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1174
1175         /*
1176          * We need to do this right in the beginning since
1177          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1178          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1179          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1180          */
1181
1182         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1183                 /*
1184                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1185                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1186                  * node has not already allocated this
1187                  */
1188                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1189                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1190                         if (!l3)
1191                                 goto bad;
1192                         kmem_list3_init(l3);
1193                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1194                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1195
1196                         /*
1197                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1198                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1199                          * protection here.
1200                          */
1201                         cachep->nodelists[node] = l3;
1202                 }
1203
1204                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1205                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1206                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1207                         cachep->batchcount + cachep->num;
1208                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1209         }
1210
1211         /*
1212          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1213          * array caches
1214          */
1215         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1216                 struct array_cache *nc;
1217                 struct array_cache *shared = NULL;
1218                 struct array_cache **alien = NULL;
1219
1220                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1221                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1222                 if (!nc)
1223                         goto bad;
1224                 if (cachep->shared) {
1225                         shared = alloc_arraycache(node,
1226                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1227                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1228                         if (!shared) {
1229                                 kfree(nc);
1230                                 goto bad;
1231                         }
1232                 }
1233                 if (use_alien_caches) {
1234                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1235                         if (!alien) {
1236                                 kfree(shared);
1237                                 kfree(nc);
1238                                 goto bad;
1239                         }
1240                 }
1241                 cachep->array[cpu] = nc;
1242                 l3 = cachep->nodelists[node];
1243                 BUG_ON(!l3);
1244
1245                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1246                 if (!l3->shared) {
1247                         /*
1248                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1249                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1250                          */
1251                         l3->shared = shared;
1252                         shared = NULL;
1253                 }
1254 #ifdef CONFIG_NUMA
1255                 if (!l3->alien) {
1256                         l3->alien = alien;
1257                         alien = NULL;
1258                 }
1259 #endif
1260                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1261                 kfree(shared);
1262                 free_alien_cache(alien);
1263         }
1264         return 0;
1265 bad:
1266         cpuup_canceled(cpu);
1267         return -ENOMEM;
1268 }
1269
1270 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1271                                     unsigned long action, void *hcpu)
1272 {
1273         long cpu = (long)hcpu;
1274         int err = 0;
1275
1276         switch (action) {
1277         case CPU_UP_PREPARE:
1278         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1279                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1280                 err = cpuup_prepare(cpu);
1281                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1282                 break;
1283         case CPU_ONLINE:
1284         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1285                 start_cpu_timer(cpu);
1286                 break;
1287 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1288         case CPU_DOWN_PREPARE:
1289         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1290                 /*
1291                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1292                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1293                  * anything expensive but will only modify reap_work
1294                  * and reschedule the timer.
1295                 */
1296                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(reap_work, cpu));
1297                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1298                 per_cpu(reap_work, cpu).work.func = NULL;
1299                 break;
1300         case CPU_DOWN_FAILED:
1301         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1302                 start_cpu_timer(cpu);
1303                 break;
1304         case CPU_DEAD:
1305         case CPU_DEAD_FROZEN:
1306                 /*
1307                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1308                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1309                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1310                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1311                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1312                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1313                  */
1314                 /* fall through */
1315 #endif
1316         case CPU_UP_CANCELED:
1317         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1318                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1319                 cpuup_canceled(cpu);
1320                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1321                 break;
1322         }
1323         return err ? NOTIFY_BAD : NOTIFY_OK;
1324 }
1325
1326 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1327         &cpuup_callback, NULL, 0
1328 };
1329
1330 /*
1331  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1332  */
1333 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1334                         int nodeid)
1335 {
1336         struct kmem_list3 *ptr;
1337
1338         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1339         BUG_ON(!ptr);
1340
1341         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1342         /*
1343          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1344          */
1345         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1346
1347         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1348         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1349 }
1350
1351 /*
1352  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1353  * size of kmem_list3.
1354  */
1355 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1356 {
1357         int node;
1358
1359         for_each_online_node(node) {
1360                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1361                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1362                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1363                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1364         }
1365 }
1366
1367 /*
1368  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1369  * before smp_init().
1370  */
1371 void __init kmem_cache_init(void)
1372 {
1373         size_t left_over;
1374         struct cache_sizes *sizes;
1375         struct cache_names *names;
1376         int i;
1377         int order;
1378         int node;
1379
1380         if (num_possible_nodes() == 1) {
1381                 use_alien_caches = 0;
1382                 numa_platform = 0;
1383         }
1384
1385         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1386                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1387                 if (i < MAX_NUMNODES)
1388                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1389         }
1390         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1391
1392         /*
1393          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1394          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1395          */
1396         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1397                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1398
1399         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1400          * from caches that do not exist yet:
1401          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1402          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1403          *    cache_cache is statically allocated.
1404          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1405          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1406          *    array at the end of the bootstrap.
1407          * 2) Create the first kmalloc cache.
1408          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1409          *    An __init data area is used for the head array.
1410          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1411          *    head arrays.
1412          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1413          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1414          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1415          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1416          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1417          */
1418
1419         node = numa_node_id();
1420
1421         /* 1) create the cache_cache */
1422         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1423         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1424         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1425         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1426         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1427
1428         /*
1429          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1430          * can be less than MAX_NUMNODES.
1431          */
1432         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1433                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1434 #if DEBUG
1435         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1436 #endif
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);
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);
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);
1495                 }
1496 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1497                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1498                                         names->name_dma,
1499                                         sizes->cs_size,
1500                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1501                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1502                                                 SLAB_PANIC,
1503                                         NULL);
1504 #endif
1505                 sizes++;
1506                 names++;
1507         }
1508         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1509         {
1510                 struct array_cache *ptr;
1511
1512                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1513
1514                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1515                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1516                        sizeof(struct arraycache_init));
1517                 /*
1518                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1519                  */
1520                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1521
1522                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1523
1524                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1525
1526                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1527                        != &initarray_generic.cache);
1528                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1529                        sizeof(struct arraycache_init));
1530                 /*
1531                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1532                  */
1533                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1534
1535                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1536                     ptr;
1537         }
1538         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1539         {
1540                 int nid;
1541
1542                 for_each_online_node(nid) {
1543                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1544
1545                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1546                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1547
1548                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1549                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1550                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1551                         }
1552                 }
1553         }
1554
1555         g_cpucache_up = EARLY;
1556
1557         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1558         init_lock_keys();
1559 }
1560
1561 void __init kmem_cache_init_late(void)
1562 {
1563         struct kmem_cache *cachep;
1564
1565         /*
1566          * Interrupts are enabled now so all GFP allocations are safe.
1567          */
1568         slab_gfp_mask = __GFP_BITS_MASK;
1569
1570         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1571         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1572         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1573                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1574                         BUG();
1575         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1576
1577         /* Done! */
1578         g_cpucache_up = FULL;
1579
1580         /*
1581          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1582          * cpu_cache_get for all new cpus
1583          */
1584         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1585
1586         /*
1587          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1588          * of the kernel is not yet operational.
1589          */
1590 }
1591
1592 static int __init cpucache_init(void)
1593 {
1594         int cpu;
1595
1596         /*
1597          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1598          */
1599         for_each_online_cpu(cpu)
1600                 start_cpu_timer(cpu);
1601         return 0;
1602 }
1603 __initcall(cpucache_init);
1604
1605 /*
1606  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1607  *
1608  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1609  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1610  * would be relatively rare and ignorable.
1611  */
1612 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1613 {
1614         struct page *page;
1615         int nr_pages;
1616         int i;
1617
1618 #ifndef CONFIG_MMU
1619         /*
1620          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1621          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1622          */
1623         flags |= __GFP_COMP;
1624 #endif
1625
1626         flags |= cachep->gfpflags;
1627         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1628                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1629
1630         page = alloc_pages_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1631         if (!page)
1632                 return NULL;
1633
1634         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1635         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1636                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1637                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1638         else
1639                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1640                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1641         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1642                 __SetPageSlab(page + i);
1643
1644         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1645                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1646
1647                 if (cachep->ctor)
1648                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1649                 else
1650                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1651         }
1652
1653         return page_address(page);
1654 }
1655
1656 /*
1657  * Interface to system's page release.
1658  */
1659 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1660 {
1661         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1662         struct page *page = virt_to_page(addr);
1663         const unsigned long nr_freed = i;
1664
1665         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1666
1667         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1668                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1669                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1670         else
1671                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1672                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1673         while (i--) {
1674                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1675                 __ClearPageSlab(page);
1676                 page++;
1677         }
1678         if (current->reclaim_state)
1679                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1680         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1681 }
1682
1683 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1684 {
1685         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1686         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1687
1688         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1689         if (OFF_SLAB(cachep))
1690                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1691 }
1692
1693 #if DEBUG
1694
1695 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1696 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1697                             unsigned long caller)
1698 {
1699         int size = obj_size(cachep);
1700
1701         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1702
1703         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1704                 return;
1705
1706         *addr++ = 0x12345678;
1707         *addr++ = caller;
1708         *addr++ = smp_processor_id();
1709         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1710         {
1711                 unsigned long *sptr = &caller;
1712                 unsigned long svalue;
1713
1714                 while (!kstack_end(sptr)) {
1715                         svalue = *sptr++;
1716                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1717                                 *addr++ = svalue;
1718                                 size -= sizeof(unsigned long);
1719                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1720                                         break;
1721                         }
1722                 }
1723
1724         }
1725         *addr++ = 0x87654321;
1726 }
1727 #endif
1728
1729 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1730 {
1731         int size = obj_size(cachep);
1732         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1733
1734         memset(addr, val, size);
1735         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1736 }
1737
1738 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1739 {
1740         int i;
1741         unsigned char error = 0;
1742         int bad_count = 0;
1743
1744         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1745         for (i = 0; i < limit; i++) {
1746                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1747                         error = data[offset + i];
1748                         bad_count++;
1749                 }
1750                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1751         }
1752         printk("\n");
1753
1754         if (bad_count == 1) {
1755                 error ^= POISON_FREE;
1756                 if (!(error & (error - 1))) {
1757                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1758                                         "bad RAM.\n");
1759 #ifdef CONFIG_X86
1760                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1761                                         "test tool.\n");
1762 #else
1763                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1764 #endif
1765                 }
1766         }
1767 }
1768 #endif
1769
1770 #if DEBUG
1771
1772 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1773 {
1774         int i, size;
1775         char *realobj;
1776
1777         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1778                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1779                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1780                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1781         }
1782
1783         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1784                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1785                         *dbg_userword(cachep, objp));
1786                 print_symbol("(%s)",
1787                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1788                 printk("\n");
1789         }
1790         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1791         size = obj_size(cachep);
1792         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1793                 int limit;
1794                 limit = 16;
1795                 if (i + limit > size)
1796                         limit = size - i;
1797                 dump_line(realobj, i, limit);
1798         }
1799 }
1800
1801 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1802 {
1803         char *realobj;
1804         int size, i;
1805         int lines = 0;
1806
1807         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1808         size = obj_size(cachep);
1809
1810         for (i = 0; i < size; i++) {
1811                 char exp = POISON_FREE;
1812                 if (i == size - 1)
1813                         exp = POISON_END;
1814                 if (realobj[i] != exp) {
1815                         int limit;
1816                         /* Mismatch ! */
1817                         /* Print header */
1818                         if (lines == 0) {
1819                                 printk(KERN_ERR
1820                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1821                                         cachep->name, realobj, size);
1822                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1823                         }
1824                         /* Hexdump the affected line */
1825                         i = (i / 16) * 16;
1826                         limit = 16;
1827                         if (i + limit > size)
1828                                 limit = size - i;
1829                         dump_line(realobj, i, limit);
1830                         i += 16;
1831                         lines++;
1832                         /* Limit to 5 lines */
1833                         if (lines > 5)
1834                                 break;
1835                 }
1836         }
1837         if (lines != 0) {
1838                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1839                  * exist:
1840                  */
1841                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1842                 unsigned int objnr;
1843
1844                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1845                 if (objnr) {
1846                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1847                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1848                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1849                                realobj, size);
1850                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1851                 }
1852                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1853                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1854                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1855                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1856                                realobj, size);
1857                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1858                 }
1859         }
1860 }
1861 #endif
1862
1863 #if DEBUG
1864 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1865 {
1866         int i;
1867         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1868                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1869
1870                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1871 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1872                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1873                                         OFF_SLAB(cachep))
1874                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1875                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1876                         else
1877                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1878 #else
1879                         check_poison_obj(cachep, objp);
1880 #endif
1881                 }
1882                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1883                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1884                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1885                                            "was overwritten");
1886                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1887                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1888                                            "was overwritten");
1889                 }
1890         }
1891 }
1892 #else
1893 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1894 {
1895 }
1896 #endif
1897
1898 /**
1899  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1900  * @cachep: cache pointer being destroyed
1901  * @slabp: slab pointer being destroyed
1902  *
1903  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1904  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1905  * cache-lock is not held/needed.
1906  */
1907 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1908 {
1909         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1910
1911         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
1912         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1913                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1914
1915                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1916                 slab_rcu->cachep = cachep;
1917                 slab_rcu->addr = addr;
1918                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1919         } else {
1920                 kmem_freepages(cachep, addr);
1921                 if (OFF_SLAB(cachep))
1922                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1923         }
1924 }
1925
1926 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1927 {
1928         int i;
1929         struct kmem_list3 *l3;
1930
1931         for_each_online_cpu(i)
1932             kfree(cachep->array[i]);
1933
1934         /* NUMA: free the list3 structures */
1935         for_each_online_node(i) {
1936                 l3 = cachep->nodelists[i];
1937                 if (l3) {
1938                         kfree(l3->shared);
1939                         free_alien_cache(l3->alien);
1940                         kfree(l3);
1941                 }
1942         }
1943         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1944 }
1945
1946
1947 /**
1948  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1949  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1950  * @size: size of objects to be created in this cache.
1951  * @align: required alignment for the objects.
1952  * @flags: slab allocation flags
1953  *
1954  * Also calculates the number of objects per slab.
1955  *
1956  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1957  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1958  * towards high-order requests, this should be changed.
1959  */
1960 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1961                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1962 {
1963         unsigned long offslab_limit;
1964         size_t left_over = 0;
1965         int gfporder;
1966
1967         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1968                 unsigned int num;
1969                 size_t remainder;
1970
1971                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1972                 if (!num)
1973                         continue;
1974
1975                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1976                         /*
1977                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1978                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1979                          * looping condition in cache_grow().
1980                          */
1981                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1982                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1983
1984                         if (num > offslab_limit)
1985                                 break;
1986                 }
1987
1988                 /* Found something acceptable - save it away */
1989                 cachep->num = num;
1990                 cachep->gfporder = gfporder;
1991                 left_over = remainder;
1992
1993                 /*
1994                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1995                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1996                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1997                  */
1998                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1999                         break;
2000
2001                 /*
2002                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2003                  * currently bad for the gfp()s.
2004                  */
2005                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2006                         break;
2007
2008                 /*
2009                  * Acceptable internal fragmentation?
2010                  */
2011                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2012                         break;
2013         }
2014         return left_over;
2015 }
2016
2017 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2018 {
2019         if (g_cpucache_up == FULL)
2020                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2021
2022         if (g_cpucache_up == NONE) {
2023                 /*
2024                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2025                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2026                  * further caches will BUG().
2027                  */
2028                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2029
2030                 /*
2031                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2032                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2033                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2034                  */
2035                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2036                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2037                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2038                 else
2039                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2040         } else {
2041                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2042                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2043
2044                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2045                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2046                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2047                 } else {
2048                         int node;
2049                         for_each_online_node(node) {
2050                                 cachep->nodelists[node] =
2051                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2052                                                 gfp, node);
2053                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2054                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2055                         }
2056                 }
2057         }
2058         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2059                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2060                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2061
2062         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2063         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2064         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2065         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2066         cachep->batchcount = 1;
2067         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2068         return 0;
2069 }
2070
2071 /**
2072  * kmem_cache_create - Create a cache.
2073  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2074  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2075  * @align: The required alignment for the objects.
2076  * @flags: SLAB flags
2077  * @ctor: A constructor for the objects.
2078  *
2079  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2080  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2081  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2082  *
2083  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2084  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2085  * Note that kmem_cache_name() is not guaranteed to return the same pointer,
2086  * therefore applications must manage it themselves.
2087  *
2088  * The flags are
2089  *
2090  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2091  * to catch references to uninitialised memory.
2092  *
2093  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2094  * for buffer overruns.
2095  *
2096  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2097  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2098  * as davem.
2099  */
2100 struct kmem_cache *
2101 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2102         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2103 {
2104         size_t left_over, slab_size, ralign;
2105         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2106         gfp_t gfp;
2107
2108         /*
2109          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2110          */
2111         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2112             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2113                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __func__,
2114                                 name);
2115                 BUG();
2116         }
2117
2118         /*
2119          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2120          * cpu_online_mask as well.  Please see cpuup_callback
2121          */
2122         if (slab_is_available()) {
2123                 get_online_cpus();
2124                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2125         }
2126
2127         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2128                 char tmp;
2129                 int res;
2130
2131                 /*
2132                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2133                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2134                  * area of the module.  Print a warning.
2135                  */
2136                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2137                 if (res) {
2138                         printk(KERN_ERR
2139                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2140                                pc->buffer_size);
2141                         continue;
2142                 }
2143
2144                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2145                         printk(KERN_ERR
2146                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2147                         dump_stack();
2148                         goto oops;
2149                 }
2150         }
2151
2152 #if DEBUG
2153         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2154 #if FORCED_DEBUG
2155         /*
2156          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2157          * large objects, if the increased size would increase the object size
2158          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2159          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2160          */
2161         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2162                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2163                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2164         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2165                 flags |= SLAB_POISON;
2166 #endif
2167         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2168                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2169 #endif
2170         /*
2171          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2172          * isn't available.
2173          */
2174         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2175
2176         /*
2177          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2178          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2179          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2180          */
2181         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2182                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2183                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2184         }
2185
2186         /* calculate the final buffer alignment: */
2187
2188         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2189         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2190                 /*
2191                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2192                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2193                  * one cacheline.
2194                  */
2195                 ralign = cache_line_size();
2196                 while (size <= ralign / 2)
2197                         ralign /= 2;
2198         } else {
2199                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2200         }
2201
2202         /*
2203          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2204          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2205          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2206          */
2207         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2208                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2209
2210         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2211                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2212                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2213                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2214                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2215                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2216         }
2217
2218         /* 2) arch mandated alignment */
2219         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2220                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2221         }
2222         /* 3) caller mandated alignment */
2223         if (ralign < align) {
2224                 ralign = align;
2225         }
2226         /* disable debug if necessary */
2227         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2228                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2229         /*
2230          * 4) Store it.
2231          */
2232         align = ralign;
2233
2234         if (slab_is_available())
2235                 gfp = GFP_KERNEL;
2236         else
2237                 gfp = GFP_NOWAIT;
2238
2239         /* Get cache's description obj. */
2240         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, gfp);
2241         if (!cachep)
2242                 goto oops;
2243
2244 #if DEBUG
2245         cachep->obj_size = size;
2246
2247         /*
2248          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2249          * into align above.
2250          */
2251         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2252                 /* add space for red zone words */
2253                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2254                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2255         }
2256         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2257                 /* user store requires one word storage behind the end of
2258                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2259                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2260                  */
2261                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2262                         size += REDZONE_ALIGN;
2263                 else
2264                         size += BYTES_PER_WORD;
2265         }
2266 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2267         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2268             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2269                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2270                 size = PAGE_SIZE;
2271         }
2272 #endif
2273 #endif
2274
2275         /*
2276          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2277          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2278          * it too early on.)
2279          */
2280         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2281                 /*
2282                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2283                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2284                  */
2285                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2286
2287         size = ALIGN(size, align);
2288
2289         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2290
2291         if (!cachep->num) {
2292                 printk(KERN_ERR
2293                        "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 (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (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(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2339         }
2340         cachep->ctor = ctor;
2341         cachep->name = name;
2342
2343         if (setup_cpu_cache(cachep, gfp)) {
2344                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2345                 cachep = NULL;
2346                 goto oops;
2347         }
2348
2349         /* cache setup completed, link it into the list */
2350         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2351 oops:
2352         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2353                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2354                       name);
2355         if (slab_is_available()) {
2356                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2357                 put_online_cpus();
2358         }
2359         return cachep;
2360 }
2361 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2362
2363 #if DEBUG
2364 static void check_irq_off(void)
2365 {
2366         BUG_ON(!irqs_disabled());
2367 }
2368
2369 static void check_irq_on(void)
2370 {
2371         BUG_ON(irqs_disabled());
2372 }
2373
2374 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2375 {
2376 #ifdef CONFIG_SMP
2377         check_irq_off();
2378         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2379 #endif
2380 }
2381
2382 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2383 {
2384 #ifdef CONFIG_SMP
2385         check_irq_off();
2386         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2387 #endif
2388 }
2389
2390 #else
2391 #define check_irq_off() do { } while(0)
2392 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2393 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2394 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2395 #endif
2396
2397 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2398                         struct array_cache *ac,
2399                         int force, int node);
2400
2401 static void do_drain(void *arg)
2402 {
2403         struct kmem_cache *cachep = arg;
2404         struct array_cache *ac;
2405         int node = numa_node_id();
2406
2407         check_irq_off();
2408         ac = cpu_cache_get(cachep);
2409         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2410         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2411         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2412         ac->avail = 0;
2413 }
2414
2415 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2416 {
2417         struct kmem_list3 *l3;
2418         int node;
2419
2420         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2421         check_irq_on();
2422         for_each_online_node(node) {
2423                 l3 = cachep->nodelists[node];
2424                 if (l3 && l3->alien)
2425                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2426         }
2427
2428         for_each_online_node(node) {
2429                 l3 = cachep->nodelists[node];
2430                 if (l3)
2431                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2432         }
2433 }
2434
2435 /*
2436  * Remove slabs from the list of free slabs.
2437  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2438  *
2439  * Returns the actual number of slabs released.
2440  */
2441 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2442                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2443 {
2444         struct list_head *p;
2445         int nr_freed;
2446         struct slab *slabp;
2447
2448         nr_freed = 0;
2449         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2450
2451                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2452                 p = l3->slabs_free.prev;
2453                 if (p == &l3->slabs_free) {
2454                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2455                         goto out;
2456                 }
2457
2458                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2459 #if DEBUG
2460                 BUG_ON(slabp->inuse);
2461 #endif
2462                 list_del(&slabp->list);
2463                 /*
2464                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2465                  * to the cache.
2466                  */
2467                 l3->free_objects -= cache->num;
2468                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2469                 slab_destroy(cache, slabp);
2470                 nr_freed++;
2471         }
2472 out:
2473         return nr_freed;
2474 }
2475
2476 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2477 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2478 {
2479         int ret = 0, i = 0;
2480         struct kmem_list3 *l3;
2481
2482         drain_cpu_caches(cachep);
2483
2484         check_irq_on();
2485         for_each_online_node(i) {
2486                 l3 = cachep->nodelists[i];
2487                 if (!l3)
2488                         continue;
2489
2490                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2491
2492                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2493                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2494         }
2495         return (ret ? 1 : 0);
2496 }
2497
2498 /**
2499  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2500  * @cachep: The cache to shrink.
2501  *
2502  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2503  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2504  */
2505 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2506 {
2507         int ret;
2508         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2509
2510         get_online_cpus();
2511         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2512         ret = __cache_shrink(cachep);
2513         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2514         put_online_cpus();
2515         return ret;
2516 }
2517 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2518
2519 /**
2520  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2521  * @cachep: the cache to destroy
2522  *
2523  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2524  *
2525  * It is expected this function will be called by a module when it is
2526  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2527  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2528  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2529  *
2530  * The cache must be empty before calling this function.
2531  *
2532  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2533  * during the kmem_cache_destroy().
2534  */
2535 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2536 {
2537         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2538
2539         /* Find the cache in the chain of caches. */
2540         get_online_cpus();
2541         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2542         /*
2543          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2544          */
2545         list_del(&cachep->next);
2546         if (__cache_shrink(cachep)) {
2547                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2548                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2549                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2550                 put_online_cpus();
2551                 return;
2552         }
2553
2554         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2555                 synchronize_rcu();
2556
2557         __kmem_cache_destroy(cachep);
2558         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2559         put_online_cpus();
2560 }
2561 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2562
2563 /*
2564  * Get the memory for a slab management obj.
2565  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2566  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2567  * come from the same cache which is getting created because,
2568  * when we are searching for an appropriate cache for these
2569  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2570  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2571  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2572  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2573  */
2574 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2575                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2576                                    int nodeid)
2577 {
2578         struct slab *slabp;
2579
2580         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2581                 /* Slab management obj is off-slab. */
2582                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2583                                               local_flags, nodeid);
2584                 /*
2585                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2586                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2587                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2588                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2589                  */
2590                 kmemleak_scan_area(slabp, offsetof(struct slab, list),
2591                                    sizeof(struct list_head), local_flags);
2592                 if (!slabp)
2593                         return NULL;
2594         } else {
2595                 slabp = objp + colour_off;
2596                 colour_off += cachep->slab_size;
2597         }
2598         slabp->inuse = 0;
2599         slabp->colouroff = colour_off;
2600         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2601         slabp->nodeid = nodeid;
2602         slabp->free = 0;
2603         return slabp;
2604 }
2605
2606 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2607 {
2608         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2609 }
2610
2611 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2612                             struct slab *slabp)
2613 {
2614         int i;
2615
2616         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2617                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2618 #if DEBUG
2619                 /* need to poison the objs? */
2620                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2621                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2622                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2623                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2624
2625                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2626                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2627                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2628                 }
2629                 /*
2630                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2631                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2632                  * They must also be threaded.
2633                  */
2634                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2635                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2636
2637                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2638                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2639                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2640                                            " end of an object");
2641                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2642                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2643                                            " start of an object");
2644                 }
2645                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2646                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2647                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2648                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2649 #else
2650                 if (cachep->ctor)
2651                         cachep->ctor(objp);
2652 #endif
2653                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2654         }
2655         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2656 }
2657
2658 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2659 {
2660         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2661                 if (flags & GFP_DMA)
2662                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2663                 else
2664                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2665         }
2666 }
2667
2668 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2669                                 int nodeid)
2670 {
2671         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2672         kmem_bufctl_t next;
2673
2674         slabp->inuse++;
2675         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2676 #if DEBUG
2677         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2678         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2679 #endif
2680         slabp->free = next;
2681
2682         return objp;
2683 }
2684
2685 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2686                                 void *objp, int nodeid)
2687 {
2688         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2689
2690 #if DEBUG
2691         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2692         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2693
2694         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2695                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2696                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2697                 BUG();
2698         }
2699 #endif
2700         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2701         slabp->free = objnr;
2702         slabp->inuse--;
2703 }
2704
2705 /*
2706  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2707  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2708  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2709  */
2710 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2711                            void *addr)
2712 {
2713         int nr_pages;
2714         struct page *page;
2715
2716         page = virt_to_page(addr);
2717
2718         nr_pages = 1;
2719         if (likely(!PageCompound(page)))
2720                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2721
2722         do {
2723                 page_set_cache(page, cache);
2724                 page_set_slab(page, slab);
2725                 page++;
2726         } while (--nr_pages);
2727 }
2728
2729 /*
2730  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2731  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2732  */
2733 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2734                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2735 {
2736         struct slab *slabp;
2737         size_t offset;
2738         gfp_t local_flags;
2739         struct kmem_list3 *l3;
2740
2741         /*
2742          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2743          * critical path in kmem_cache_alloc().
2744          */
2745         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2746         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2747
2748         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2749         check_irq_off();
2750         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2751         spin_lock(&l3->list_lock);
2752
2753         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2754         offset = l3->colour_next;
2755         l3->colour_next++;
2756         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2757                 l3->colour_next = 0;
2758         spin_unlock(&l3->list_lock);
2759
2760         offset *= cachep->colour_off;
2761
2762         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2763                 local_irq_enable();
2764
2765         /*
2766          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2767          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2768          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2769          * will eventually be caught here (where it matters).
2770          */
2771         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2772
2773         /*
2774          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2775          * 'nodeid'.
2776          */
2777         if (!objp)
2778                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2779         if (!objp)
2780                 goto failed;
2781
2782         /* Get slab management. */
2783         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2784                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2785         if (!slabp)
2786                 goto opps1;
2787
2788         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2789
2790         cache_init_objs(cachep, slabp);
2791
2792         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2793                 local_irq_disable();
2794         check_irq_off();
2795         spin_lock(&l3->list_lock);
2796
2797         /* Make slab active. */
2798         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2799         STATS_INC_GROWN(cachep);
2800         l3->free_objects += cachep->num;
2801         spin_unlock(&l3->list_lock);
2802         return 1;
2803 opps1:
2804         kmem_freepages(cachep, objp);
2805 failed:
2806         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2807                 local_irq_disable();
2808         return 0;
2809 }
2810
2811 #if DEBUG
2812
2813 /*
2814  * Perform extra freeing checks:
2815  * - detect bad pointers.
2816  * - POISON/RED_ZONE checking
2817  */
2818 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2819 {
2820         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2821                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2822                        (unsigned long)objp);
2823                 BUG();
2824         }
2825 }
2826
2827 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2828 {
2829         unsigned long long redzone1, redzone2;
2830
2831         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2832         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2833
2834         /*
2835          * Redzone is ok.
2836          */
2837         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2838                 return;
2839
2840         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2841                 slab_error(cache, "double free detected");
2842         else
2843                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2844
2845         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2846                         obj, redzone1, redzone2);
2847 }
2848
2849 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2850                                    void *caller)
2851 {
2852         struct page *page;
2853         unsigned int objnr;
2854         struct slab *slabp;
2855
2856         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2857
2858         objp -= obj_offset(cachep);
2859         kfree_debugcheck(objp);
2860         page = virt_to_head_page(objp);
2861
2862         slabp = page_get_slab(page);
2863
2864         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2865                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2866                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2867                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2868         }
2869         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2870                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2871
2872         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2873
2874         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2875         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2876
2877 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2878         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2879 #endif
2880         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2881 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2882                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2883                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2884                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2885                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2886                 } else {
2887                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2888                 }
2889 #else
2890                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2891 #endif
2892         }
2893         return objp;
2894 }
2895
2896 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2897 {
2898         kmem_bufctl_t i;
2899         int entries = 0;
2900
2901         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2902         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2903                 entries++;
2904                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2905                         goto bad;
2906         }
2907         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2908 bad:
2909                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2910                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2911                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2912                 for (i = 0;
2913                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2914                      i++) {
2915                         if (i % 16 == 0)
2916                                 printk("\n%03x:", i);
2917                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2918                 }
2919                 printk("\n");
2920                 BUG();
2921         }
2922 }
2923 #else
2924 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2925 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2926 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2927 #endif
2928
2929 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2930 {
2931         int batchcount;
2932         struct kmem_list3 *l3;
2933         struct array_cache *ac;
2934         int node;
2935
2936 retry:
2937         check_irq_off();
2938         node = numa_node_id();
2939         ac = cpu_cache_get(cachep);
2940         batchcount = ac->batchcount;
2941         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2942                 /*
2943                  * If there was little recent activity on this cache, then
2944                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2945                  * refill bouncing.
2946                  */
2947                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2948         }
2949         l3 = cachep->nodelists[node];
2950
2951         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2952         spin_lock(&l3->list_lock);
2953
2954         /* See if we can refill from the shared array */
2955         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2956                 goto alloc_done;
2957
2958         while (batchcount > 0) {
2959                 struct list_head *entry;
2960                 struct slab *slabp;
2961                 /* Get slab alloc is to come from. */
2962                 entry = l3->slabs_partial.next;
2963                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2964                         l3->free_touched = 1;
2965                         entry = l3->slabs_free.next;
2966                         if (entry == &l3->slabs_free)
2967                                 goto must_grow;
2968                 }
2969
2970                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2971                 check_slabp(cachep, slabp);
2972                 check_spinlock_acquired(cachep);
2973
2974                 /*
2975                  * The slab was either on partial or free list so
2976                  * there must be at least one object available for
2977                  * allocation.
2978                  */
2979                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
2980
2981                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2982                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2983                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2984                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2985
2986                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2987                                                             node);
2988                 }
2989                 check_slabp(cachep, slabp);
2990
2991                 /* move slabp to correct slabp list: */
2992                 list_del(&slabp->list);
2993                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2994                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2995                 else
2996                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2997         }
2998
2999 must_grow:
3000         l3->free_objects -= ac->avail;
3001 alloc_done:
3002         spin_unlock(&l3->list_lock);
3003
3004         if (unlikely(!ac->avail)) {
3005                 int x;
3006                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3007
3008                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3009                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3010                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3011                         return NULL;
3012
3013                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3014                         goto retry;
3015         }
3016         ac->touched = 1;
3017         return ac->entry[--ac->avail];
3018 }
3019
3020 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3021                                                 gfp_t flags)
3022 {
3023         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3024 #if DEBUG
3025         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3026 #endif
3027 }
3028
3029 #if DEBUG
3030 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3031                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3032 {
3033         if (!objp)
3034                 return objp;
3035         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3036 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3037                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3038                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3039                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3040                 else
3041                         check_poison_obj(cachep, objp);
3042 #else
3043                 check_poison_obj(cachep, objp);
3044 #endif
3045                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3046         }
3047         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3048                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3049
3050         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3051                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3052                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3053                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3054                                                 " object was overwritten");
3055                         printk(KERN_ERR
3056                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3057                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3058                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3059                 }
3060                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3061                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3062         }
3063 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3064         {
3065                 struct slab *slabp;
3066                 unsigned objnr;
3067
3068                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3069                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3070                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3071         }
3072 #endif
3073         objp += obj_offset(cachep);
3074         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3075                 cachep->ctor(objp);
3076 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3077         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3078                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3079                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3080         }
3081 #endif
3082         return objp;
3083 }
3084 #else
3085 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3086 #endif
3087
3088 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3089 {
3090         if (cachep == &cache_cache)
3091                 return false;
3092
3093         return should_failslab(obj_size(cachep), flags);
3094 }
3095
3096 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3097 {
3098         void *objp;
3099         struct array_cache *ac;
3100
3101         check_irq_off();
3102
3103         ac = cpu_cache_get(cachep);
3104         if (likely(ac->avail)) {
3105                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3106                 ac->touched = 1;
3107                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3108         } else {
3109                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3110                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3111         }
3112         /*
3113          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3114          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3115          * treat the array pointers as a reference to the object.
3116          */
3117         kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3118         return objp;
3119 }
3120
3121 #ifdef CONFIG_NUMA
3122 /*
3123  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3124  *
3125  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3126  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3127  */
3128 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3129 {
3130         int nid_alloc, nid_here;
3131
3132         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3133                 return NULL;
3134         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3135         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3136                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3137         else if (current->mempolicy)
3138                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3139         if (nid_alloc != nid_here)
3140                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3141         return NULL;
3142 }
3143
3144 /*
3145  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3146  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3147  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3148  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3149  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3150  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3151  */
3152 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3153 {
3154         struct zonelist *zonelist;
3155         gfp_t local_flags;
3156         struct zoneref *z;
3157         struct zone *zone;
3158         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3159         void *obj = NULL;
3160         int nid;
3161
3162         if (flags & __GFP_THISNODE)
3163                 return NULL;
3164
3165         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
3166         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3167
3168 retry:
3169         /*
3170          * Look through allowed nodes for objects available
3171          * from existing per node queues.
3172          */
3173         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3174                 nid = zone_to_nid(zone);
3175
3176                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3177                         cache->nodelists[nid] &&
3178                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3179                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3180                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3181                                 if (obj)
3182                                         break;
3183                 }
3184         }
3185
3186         if (!obj) {
3187                 /*
3188                  * This allocation will be performed within the constraints
3189                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3190                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3191                  * set and go into memory reserves if necessary.
3192                  */
3193                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3194                         local_irq_enable();
3195                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3196                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, -1);
3197                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3198                         local_irq_disable();
3199                 if (obj) {
3200                         /*
3201                          * Insert into the appropriate per node queues
3202                          */
3203                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3204                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3205                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3206                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3207                                 if (!obj)
3208                                         /*
3209                                          * Another processor may allocate the
3210                                          * objects in the slab since we are
3211                                          * not holding any locks.
3212                                          */
3213                                         goto retry;
3214                         } else {
3215                                 /* cache_grow already freed obj */
3216                                 obj = NULL;
3217                         }
3218                 }
3219         }
3220         return obj;
3221 }
3222
3223 /*
3224  * A interface to enable slab creation on nodeid
3225  */
3226 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3227                                 int nodeid)
3228 {
3229         struct list_head *entry;
3230         struct slab *slabp;
3231         struct kmem_list3 *l3;
3232         void *obj;
3233         int x;
3234
3235         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3236         BUG_ON(!l3);
3237
3238 retry:
3239         check_irq_off();
3240         spin_lock(&l3->list_lock);
3241         entry = l3->slabs_partial.next;
3242         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3243                 l3->free_touched = 1;
3244                 entry = l3->slabs_free.next;
3245                 if (entry == &l3->slabs_free)
3246                         goto must_grow;
3247         }
3248
3249         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3250         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3251         check_slabp(cachep, slabp);
3252
3253         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3254         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3255         STATS_SET_HIGH(cachep);
3256
3257         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3258
3259         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3260         check_slabp(cachep, slabp);
3261         l3->free_objects--;
3262         /* move slabp to correct slabp list: */
3263         list_del(&slabp->list);
3264
3265         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3266                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3267         else
3268                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3269
3270         spin_unlock(&l3->list_lock);
3271         goto done;
3272
3273 must_grow:
3274         spin_unlock(&l3->list_lock);
3275         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3276         if (x)
3277                 goto retry;
3278
3279         return fallback_alloc(cachep, flags);
3280
3281 done:
3282         return obj;
3283 }
3284
3285 /**
3286  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3287  * @cachep: The cache to allocate from.
3288  * @flags: See kmalloc().
3289  * @nodeid: node number of the target node.
3290  * @caller: return address of caller, used for debug information
3291  *
3292  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3293  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3294  *
3295  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3296  */
3297 static __always_inline void *
3298 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3299                    void *caller)
3300 {
3301         unsigned long save_flags;
3302         void *ptr;
3303
3304         flags &= slab_gfp_mask;
3305
3306         lockdep_trace_alloc(flags);
3307
3308         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3309                 return NULL;
3310
3311         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3312         local_irq_save(save_flags);
3313
3314         if (unlikely(nodeid == -1))
3315                 nodeid = numa_node_id();
3316
3317         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3318                 /* Node not bootstrapped yet */
3319                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3320                 goto out;
3321         }
3322
3323         if (nodeid == numa_node_id()) {
3324                 /*
3325                  * Use the locally cached objects if possible.
3326                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3327                  * to other nodes. It may fail while we still have
3328                  * objects on other nodes available.
3329                  */
3330                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3331                 if (ptr)
3332                         goto out;
3333         }
3334         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3335         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3336   out:
3337         local_irq_restore(save_flags);
3338         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3339         kmemleak_alloc_recursive(ptr, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3340                                  flags);
3341
3342         if (likely(ptr))
3343                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, obj_size(cachep));
3344
3345         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3346                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3347
3348         return ptr;
3349 }
3350
3351 static __always_inline void *
3352 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3353 {
3354         void *objp;
3355
3356         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3357                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3358                 if (objp)
3359                         goto out;
3360         }
3361         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3362
3363         /*
3364          * We may just have run out of memory on the local node.
3365          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3366          */
3367         if (!objp)
3368                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3369
3370   out:
3371         return objp;
3372 }
3373 #else
3374
3375 static __always_inline void *
3376 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3377 {
3378         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3379 }
3380
3381 #endif /* CONFIG_NUMA */
3382
3383 static __always_inline void *
3384 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3385 {
3386         unsigned long save_flags;
3387         void *objp;
3388
3389         flags &= slab_gfp_mask;
3390
3391         lockdep_trace_alloc(flags);
3392
3393         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3394                 return NULL;
3395
3396         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3397         local_irq_save(save_flags);
3398         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3399         local_irq_restore(save_flags);
3400         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3401         kmemleak_alloc_recursive(objp, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3402                                  flags);
3403         prefetchw(objp);
3404
3405         if (likely(objp))
3406                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, obj_size(cachep));
3407
3408         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3409                 memset(objp, 0, obj_size(cachep));
3410
3411         return objp;
3412 }
3413
3414 /*
3415  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3416  */
3417 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3418                        int node)
3419 {
3420         int i;
3421         struct kmem_list3 *l3;
3422
3423         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3424                 void *objp = objpp[i];
3425                 struct slab *slabp;
3426
3427                 slabp = virt_to_slab(objp);
3428                 l3 = cachep->nodelists[node];
3429                 list_del(&slabp->list);
3430                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3431                 check_slabp(cachep, slabp);
3432                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3433                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3434                 l3->free_objects++;
3435                 check_slabp(cachep, slabp);
3436
3437                 /* fixup slab chains */
3438                 if (slabp->inuse == 0) {
3439                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3440                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3441                                 /* No need to drop any previously held
3442                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3443                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3444                                  * a different cache, refer to comments before
3445                                  * alloc_slabmgmt.
3446                                  */
3447                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3448                         } else {
3449                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3450                         }
3451                 } else {
3452                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3453                          * partial list on free - maximum time for the
3454                          * other objects to be freed, too.
3455                          */
3456                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3457                 }
3458         }
3459 }
3460
3461 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3462 {
3463         int batchcount;
3464         struct kmem_list3 *l3;
3465         int node = numa_node_id();
3466
3467         batchcount = ac->batchcount;
3468 #if DEBUG
3469         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3470 #endif
3471         check_irq_off();
3472         l3 = cachep->nodelists[node];
3473         spin_lock(&l3->list_lock);
3474         if (l3->shared) {
3475                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3476                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3477                 if (max) {
3478                         if (batchcount > max)
3479                                 batchcount = max;
3480                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3481                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3482                         shared_array->avail += batchcount;
3483                         goto free_done;
3484                 }
3485         }
3486
3487         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3488 free_done:
3489 #if STATS
3490         {
3491                 int i = 0;
3492                 struct list_head *p;
3493
3494                 p = l3->slabs_free.next;
3495                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3496                         struct slab *slabp;
3497
3498                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3499                         BUG_ON(slabp->inuse);
3500
3501                         i++;
3502                         p = p->next;
3503                 }
3504                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3505         }
3506 #endif
3507         spin_unlock(&l3->list_lock);
3508         ac->avail -= batchcount;
3509         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3510 }
3511
3512 /*
3513  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3514  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3515  */
3516 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3517 {
3518         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3519
3520         check_irq_off();
3521         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3522         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3523
3524         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, obj_size(cachep));
3525
3526         /*
3527          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3528          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3529          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3530          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3531          * the cache.
3532          */
3533         if (numa_platform && cache_free_alien(cachep, objp))
3534                 return;
3535
3536         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3537                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3538                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3539                 return;
3540         } else {
3541                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3542                 cache_flusharray(cachep, ac);
3543                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3544         }
3545 }
3546
3547 /**
3548  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3549  * @cachep: The cache to allocate from.
3550  * @flags: See kmalloc().
3551  *
3552  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3553  * if the cache has no available objects.
3554  */
3555 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3556 {
3557         void *ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3558
3559         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3560                                obj_size(cachep), cachep->buffer_size, flags);
3561
3562         return ret;
3563 }
3564 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3565
3566 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
3567 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3568 {
3569         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3570 }
3571 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
3572 #endif
3573
3574 /**
3575  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might be a slab entry.
3576  * @cachep: the cache we're checking against
3577  * @ptr: pointer to validate
3578  *
3579  * This verifies that the untrusted pointer looks sane;
3580  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3581  * part of the slab cache in question, but it at least
3582  * validates that the pointer can be dereferenced and
3583  * looks half-way sane.
3584  *
3585  * Currently only used for dentry validation.
3586  */
3587 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3588 {
3589         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3590         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3591         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3592         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3593         struct page *page;
3594
3595         if (unlikely(addr < min_addr))
3596                 goto out;
3597         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3598                 goto out;
3599         if (unlikely(addr & align_mask))
3600                 goto out;
3601         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3602                 goto out;
3603         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3604                 goto out;
3605         page = virt_to_page(ptr);
3606         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3607                 goto out;
3608         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3609                 goto out;
3610         return 1;
3611 out:
3612         return 0;
3613 }
3614
3615 #ifdef CONFIG_NUMA
3616 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3617 {
3618         void *ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3619                                        __builtin_return_address(0));
3620
3621         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3622                                     obj_size(cachep), cachep->buffer_size,
3623                                     flags, nodeid);
3624
3625         return ret;
3626 }
3627 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3628
3629 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
3630 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *cachep,
3631                                     gfp_t flags,
3632                                     int nodeid)
3633 {
3634         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3635                                   __builtin_return_address(0));
3636 }
3637 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
3638 #endif
3639
3640 static __always_inline void *
3641 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3642 {
3643         struct kmem_cache *cachep;
3644         void *ret;
3645
3646         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3647         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3648                 return cachep;
3649         ret = kmem_cache_alloc_node_notrace(cachep, flags, node);
3650
3651         trace_kmalloc_node((unsigned long) caller, ret,
3652                            size, cachep->buffer_size, flags, node);
3653
3654         return ret;
3655 }
3656
3657 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_KMEMTRACE)
3658 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3659 {
3660         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3661                         __builtin_return_address(0));
3662 }
3663 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3664
3665 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3666                 int node, unsigned long caller)
3667 {
3668         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, (void *)caller);
3669 }
3670 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3671 #else
3672 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3673 {
3674         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3675 }
3676 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3677 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3678 #endif /* CONFIG_NUMA */
3679
3680 /**
3681  * __do_kmalloc - allocate memory
3682  * @size: how many bytes of memory are required.
3683  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3684  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3685  */
3686 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3687                                           void *caller)
3688 {
3689         struct kmem_cache *cachep;
3690         void *ret;
3691
3692         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3693          * __ with kmem_.
3694          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3695          * functions.
3696          */
3697         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3698         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3699                 return cachep;
3700         ret = __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3701
3702         trace_kmalloc((unsigned long) caller, ret,
3703                       size, cachep->buffer_size, flags);
3704
3705         return ret;
3706 }
3707
3708
3709 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_KMEMTRACE)
3710 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3711 {
3712         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3713 }
3714 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3715
3716 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3717 {
3718         return __do_kmalloc(size, flags, (void *)caller);
3719 }
3720 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3721
3722 #else
3723 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3724 {
3725         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3726 }
3727 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3728 #endif
3729
3730 /**
3731  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3732  * @cachep: The cache the allocation was from.
3733  * @objp: The previously allocated object.
3734  *
3735  * Free an object which was previously allocated from this
3736  * cache.
3737  */
3738 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3739 {
3740         unsigned long flags;
3741
3742         local_irq_save(flags);
3743         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3744         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3745                 debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(cachep));
3746         __cache_free(cachep, objp);
3747         local_irq_restore(flags);
3748
3749         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3750 }
3751 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3752
3753 /**
3754  * kfree - free previously allocated memory
3755  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3756  *
3757  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3758  *
3759  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3760  * or you will run into trouble.
3761  */
3762 void kfree(const void *objp)
3763 {
3764         struct kmem_cache *c;
3765         unsigned long flags;
3766
3767         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3768
3769         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3770                 return;
3771         local_irq_save(flags);
3772         kfree_debugcheck(objp);
3773         c = virt_to_cache(objp);
3774         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3775         debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(c));
3776         __cache_free(c, (void *)objp);
3777         local_irq_restore(flags);
3778 }
3779 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3780
3781 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3782 {
3783         return obj_size(cachep);
3784 }
3785 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3786
3787 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3788 {
3789         return cachep->name;
3790 }
3791 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3792
3793 /*
3794  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3795  */
3796 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3797 {
3798         int node;
3799         struct kmem_list3 *l3;
3800         struct array_cache *new_shared;
3801         struct array_cache **new_alien = NULL;
3802
3803         for_each_online_node(node) {
3804
3805                 if (use_alien_caches) {
3806                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3807                         if (!new_alien)
3808                                 goto fail;
3809                 }
3810
3811                 new_shared = NULL;
3812                 if (cachep->shared) {
3813                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3814                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3815                                         0xbaadf00d, gfp);
3816                         if (!new_shared) {
3817                                 free_alien_cache(new_alien);
3818                                 goto fail;
3819                         }
3820                 }
3821
3822                 l3 = cachep->nodelists[node];
3823                 if (l3) {
3824                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3825
3826                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3827
3828                         if (shared)
3829                                 free_block(cachep, shared->entry,
3830                                                 shared->avail, node);
3831
3832                         l3->shared = new_shared;
3833                         if (!l3->alien) {
3834                                 l3->alien = new_alien;
3835                                 new_alien = NULL;
3836                         }
3837                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3838                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3839                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3840                         kfree(shared);
3841                         free_alien_cache(new_alien);
3842                         continue;
3843                 }
3844                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), gfp, node);
3845                 if (!l3) {
3846                         free_alien_cache(new_alien);
3847                         kfree(new_shared);
3848                         goto fail;
3849                 }
3850
3851                 kmem_list3_init(l3);
3852                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3853                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3854                 l3->shared = new_shared;
3855                 l3->alien = new_alien;
3856                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3857                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3858                 cachep->nodelists[node] = l3;
3859         }
3860         return 0;
3861
3862 fail:
3863         if (!cachep->next.next) {
3864                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3865                 node--;
3866                 while (node >= 0) {
3867                         if (cachep->nodelists[node]) {
3868                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3869
3870                                 kfree(l3->shared);
3871                                 free_alien_cache(l3->alien);
3872                                 kfree(l3);
3873                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3874                         }
3875                         node--;
3876                 }
3877         }
3878         return -ENOMEM;
3879 }
3880
3881 struct ccupdate_struct {
3882         struct kmem_cache *cachep;
3883         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3884 };
3885
3886 static void do_ccupdate_local(void *info)
3887 {
3888         struct ccupdate_struct *new = info;
3889         struct array_cache *old;
3890
3891         check_irq_off();
3892         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3893
3894         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3895         new->new[smp_processor_id()] = old;
3896 }
3897
3898 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3899 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3900                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3901 {
3902         struct ccupdate_struct *new;
3903         int i;
3904
3905         new = kzalloc(sizeof(*new), gfp);
3906         if (!new)
3907                 return -ENOMEM;
3908
3909         for_each_online_cpu(i) {
3910                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3911                                                 batchcount, gfp);
3912                 if (!new->new[i]) {
3913                         for (i--; i >= 0; i--)
3914                                 kfree(new->new[i]);
3915                         kfree(new);
3916                         return -ENOMEM;
3917                 }
3918         }
3919         new->cachep = cachep;
3920
3921         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3922
3923         check_irq_on();
3924         cachep->batchcount = batchcount;
3925         cachep->limit = limit;
3926         cachep->shared = shared;
3927
3928         for_each_online_cpu(i) {
3929                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3930                 if (!ccold)
3931                         continue;
3932                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3933                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3934                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3935                 kfree(ccold);
3936         }
3937         kfree(new);
3938         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
3939 }
3940
3941 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3942 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3943 {
3944         int err;
3945         int limit, shared;
3946
3947         /*
3948          * The head array serves three purposes:
3949          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3950          * - reduce the number of spinlock operations.
3951          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3952          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3953          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3954          * Bonwick.
3955          */
3956         if (cachep->buffer_size > 131072)
3957                 limit = 1;
3958         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3959                 limit = 8;
3960         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3961                 limit = 24;
3962         else if (cachep->buffer_size > 256)
3963                 limit = 54;
3964         else
3965                 limit = 120;
3966
3967         /*
3968          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3969          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3970          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3971          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3972          * replaces Bonwick's magazine layer.
3973          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3974          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3975          */
3976         shared = 0;
3977         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3978                 shared = 8;
3979
3980 #if DEBUG
3981         /*
3982          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3983          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3984          */
3985         if (limit > 32)
3986                 limit = 32;
3987 #endif
3988         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared, gfp);
3989         if (err)
3990                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3991                        cachep->name, -err);
3992         return err;
3993 }
3994
3995 /*
3996  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3997  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3998  * if drain_array() is used on the shared array.
3999  */
4000 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4001                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4002 {
4003         int tofree;
4004
4005         if (!ac || !ac->avail)
4006                 return;
4007         if (ac->touched && !force) {
4008                 ac->touched = 0;
4009         } else {
4010                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4011                 if (ac->avail) {
4012                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4013                         if (tofree > ac->avail)
4014                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4015                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4016                         ac->avail -= tofree;
4017                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4018                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4019                 }
4020                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4021         }
4022 }
4023
4024 /**
4025  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4026  * @w: work descriptor
4027  *
4028  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4029  * Purpose:
4030  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4031  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4032  *
4033  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4034  * again on the next iteration.
4035  */
4036 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4037 {
4038         struct kmem_cache *searchp;
4039         struct kmem_list3 *l3;
4040         int node = numa_node_id();
4041         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4042
4043         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4044                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4045                 goto out;
4046
4047         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4048                 check_irq_on();
4049
4050                 /*
4051                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4052                  * have established with reasonable certainty that
4053                  * we can do some work if the lock was obtained.
4054                  */
4055                 l3 = searchp->nodelists[node];
4056
4057                 reap_alien(searchp, l3);
4058
4059                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4060
4061                 /*
4062                  * These are racy checks but it does not matter
4063                  * if we skip one check or scan twice.
4064                  */
4065                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4066                         goto next;
4067
4068                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4069
4070                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4071
4072                 if (l3->free_touched)
4073                         l3->free_touched = 0;
4074                 else {
4075                         int freed;
4076
4077                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4078                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4079                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4080                 }
4081 next:
4082                 cond_resched();
4083         }
4084         check_irq_on();
4085         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4086         next_reap_node();
4087 out:
4088         /* Set up the next iteration */
4089         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4090 }
4091
4092 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4093
4094 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4095 {
4096         /*
4097          * Output format version, so at least we can change it
4098          * without _too_ many complaints.
4099          */
4100 #if STATS
4101         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4102 #else
4103         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4104 #endif
4105         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4106                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4107         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4108         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4109 #if STATS
4110         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4111                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4112         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4113 #endif
4114         seq_putc(m, '\n');
4115 }
4116
4117 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4118 {
4119         loff_t n = *pos;
4120
4121         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4122         if (!n)
4123                 print_slabinfo_header(m);
4124
4125         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4126 }
4127
4128 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4129 {
4130         return seq_list_next(p, &cache_chain, pos);
4131 }
4132
4133 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4134 {
4135         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4136 }
4137
4138 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4139 {
4140         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4141         struct slab *slabp;
4142         unsigned long active_objs;
4143         unsigned long num_objs;
4144         unsigned long active_slabs = 0;
4145         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4146         const char *name;
4147         char *error = NULL;
4148         int node;
4149         struct kmem_list3 *l3;
4150
4151         active_objs = 0;
4152         num_slabs = 0;
4153         for_each_online_node(node) {
4154                 l3 = cachep->nodelists[node];
4155                 if (!l3)
4156                         continue;
4157
4158                 check_irq_on();
4159                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4160
4161                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4162                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4163                                 error = "slabs_full accounting error";
4164                         active_objs += cachep->num;
4165                         active_slabs++;
4166                 }
4167                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4168                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4169                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4170                         if (!slabp->inuse && !error)
4171                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4172                         active_objs += slabp->inuse;
4173                         active_slabs++;
4174                 }
4175                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4176                         if (slabp->inuse && !error)
4177                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4178                         num_slabs++;
4179                 }
4180                 free_objects += l3->free_objects;
4181                 if (l3->shared)
4182                         shared_avail += l3->shared->avail;
4183
4184                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4185         }
4186         num_slabs += active_slabs;
4187         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4188         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4189                 error = "free_objects accounting error";
4190
4191         name = cachep->name;
4192         if (error)
4193                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4194
4195         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4196                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4197                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4198         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4199                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4200         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4201                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4202 #if STATS
4203         {                       /* list3 stats */
4204                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4205                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4206                 unsigned long grown = cachep->grown;
4207                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4208                 unsigned long errors = cachep->errors;
4209                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4210                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4211                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4212                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4213
4214                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4215                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4216                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4217                                 node_frees, overflows);
4218         }
4219         /* cpu stats */
4220         {
4221                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4222                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4223                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4224                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4225
4226                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4227                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4228         }
4229 #endif
4230         seq_putc(m, '\n');
4231         return 0;
4232 }
4233
4234 /*
4235  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4236  *
4237  * Output layout:
4238  * cache-name
4239  * num-active-objs
4240  * total-objs
4241  * object size
4242  * num-active-slabs
4243  * total-slabs
4244  * num-pages-per-slab
4245  * + further values on SMP and with statistics enabled
4246  */
4247
4248 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4249         .start = s_start,
4250         .next = s_next,
4251         .stop = s_stop,
4252         .show = s_show,
4253 };
4254
4255 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4256 /**
4257  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4258  * @file: unused
4259  * @buffer: user buffer
4260  * @count: data length
4261  * @ppos: unused
4262  */
4263 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4264                        size_t count, loff_t *ppos)
4265 {
4266         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4267         int limit, batchcount, shared, res;
4268         struct kmem_cache *cachep;
4269
4270         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4271                 return -EINVAL;
4272         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4273                 return -EFAULT;
4274         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4275
4276         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4277         if (!tmp)
4278                 return -EINVAL;
4279         *tmp = '\0';
4280         tmp++;
4281         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4282                 return -EINVAL;
4283
4284         /* Find the cache in the chain of caches. */
4285         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4286         res = -EINVAL;
4287         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4288                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4289                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4290                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4291                                 res = 0;
4292                         } else {
4293                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4294                                                        batchcount, shared,
4295                                                        GFP_KERNEL);
4296                         }
4297                         break;
4298                 }
4299         }
4300         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4301         if (res >= 0)
4302                 res = count;
4303         return res;
4304 }
4305
4306 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4307 {
4308         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4309 }
4310
4311 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4312         .open           = slabinfo_open,
4313         .read           = seq_read,
4314         .write          = slabinfo_write,
4315         .llseek         = seq_lseek,
4316         .release        = seq_release,
4317 };
4318
4319 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4320
4321 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4322 {
4323         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4324         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4325 }
4326
4327 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4328 {
4329         unsigned long *p;
4330         int l;
4331         if (!v)
4332                 return 1;
4333         l = n[1];
4334         p = n + 2;
4335         while (l) {
4336                 int i = l/2;
4337                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4338                 if (*q == v) {
4339                         q[1]++;
4340                         return 1;
4341                 }
4342                 if (*q > v) {
4343                         l = i;
4344                 } else {
4345                         p = q + 2;
4346                         l -= i + 1;
4347                 }
4348         }
4349         if (++n[1] == n[0])
4350                 return 0;
4351         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4352         p[0] = v;
4353         p[1] = 1;
4354         return 1;
4355 }
4356
4357 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4358 {
4359         void *p;
4360         int i;
4361         if (n[0] == n[1])
4362                 return;
4363         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4364                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4365                         continue;
4366                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4367                         return;
4368         }
4369 }
4370
4371 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4372 {
4373 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4374         unsigned long offset, size;
4375         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4376
4377         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4378                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4379                 if (modname[0])
4380                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4381                 return;
4382         }
4383 #endif
4384         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4385 }
4386
4387 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4388 {
4389         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4390         struct slab *slabp;
4391         struct kmem_list3 *l3;
4392         const char *name;
4393         unsigned long *n = m->private;
4394         int node;
4395         int i;
4396
4397         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4398                 return 0;
4399         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4400                 return 0;
4401
4402         /* OK, we can do it */
4403
4404         n[1] = 0;
4405
4406         for_each_online_node(node) {
4407                 l3 = cachep->nodelists[node];
4408                 if (!l3)
4409                         continue;
4410
4411                 check_irq_on();
4412                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4413
4414                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4415                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4416                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4417                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4418                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4419         }
4420         name = cachep->name;
4421         if (n[0] == n[1]) {
4422                 /* Increase the buffer size */
4423                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4424                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4425                 if (!m->private) {
4426                         /* Too bad, we are really out */
4427                         m->private = n;
4428                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4429                         return -ENOMEM;
4430                 }
4431                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4432                 kfree(n);
4433                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4434                 /* Now make sure this entry will be retried */
4435                 m->count = m->size;
4436                 return 0;
4437         }
4438         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4439                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4440                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4441                 seq_putc(m, '\n');
4442         }
4443
4444         return 0;
4445 }
4446
4447 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4448         .start = leaks_start,
4449         .next = s_next,
4450         .stop = s_stop,
4451         .show = leaks_show,
4452 };
4453
4454 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4455 {
4456         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4457         int ret = -ENOMEM;
4458         if (n) {
4459                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4460                 if (!ret) {
4461                         struct seq_file *m = file->private_data;
4462                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4463                         m->private = n;
4464                         n = NULL;
4465                 }
4466                 kfree(n);
4467         }
4468         return ret;
4469 }
4470
4471 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4472         .open           = slabstats_open,
4473         .read           = seq_read,
4474         .llseek         = seq_lseek,
4475         .release        = seq_release_private,
4476 };
4477 #endif
4478
4479 static int __init slab_proc_init(void)
4480 {
4481         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUGO,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4482 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4483         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4484 #endif
4485         return 0;
4486 }
4487 module_init(slab_proc_init);
4488 #endif
4489
4490 /**
4491  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4492  * @objp: Pointer to the object
4493  *
4494  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4495  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4496  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4497  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4498  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4499  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4500  * must not be freed during the duration of the call.
4501  */
4502 size_t ksize(const void *objp)
4503 {
4504         BUG_ON(!objp);
4505         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4506                 return 0;
4507
4508         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4509 }
4510 EXPORT_SYMBOL(ksize);