Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/davem/sparc-2.6
[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  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
309  */
310 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
311 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
312 #define CACHE_CACHE 0
313 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
314 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
315
316 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
317                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
318 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
319                         int node);
320 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
321 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
322
323 /*
324  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
325  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
326  */
327 static __always_inline int index_of(const size_t size)
328 {
329         extern void __bad_size(void);
330
331         if (__builtin_constant_p(size)) {
332                 int i = 0;
333
334 #define CACHE(x) \
335         if (size <=x) \
336                 return i; \
337         else \
338                 i++;
339 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
340 #undef CACHE
341                 __bad_size();
342         } else
343                 __bad_size();
344         return 0;
345 }
346
347 static int slab_early_init = 1;
348
349 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
350 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
351
352 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
353 {
354         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
355         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
356         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
357         parent->shared = NULL;
358         parent->alien = NULL;
359         parent->colour_next = 0;
360         spin_lock_init(&parent->list_lock);
361         parent->free_objects = 0;
362         parent->free_touched = 0;
363 }
364
365 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
366         do {                                                            \
367                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
368                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
369         } while (0)
370
371 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
372         do {                                                            \
373         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
374         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
375         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
376         } while (0)
377
378 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
379 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
380
381 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
382 /*
383  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
384  * cpucache drain/refill cycles.
385  *
386  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
387  * which could lock up otherwise freeable slabs.
388  */
389 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
390 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
391
392 #if STATS
393 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
394 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
395 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
396 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
397 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
398 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
399         do {                                                            \
400                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
401                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
402         } while (0)
403 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
404 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
405 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
406 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
407 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
408         do {                                                            \
409                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
410                         (x)->max_freeable = i;                          \
411         } while (0)
412 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
413 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
414 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
415 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
416 #else
417 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
418 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
419 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
420 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
421 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
422 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
423 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
424 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
425 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
426 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
427 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
428 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
429 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
430 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
431 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
432 #endif
433
434 #if DEBUG
435
436 /*
437  * memory layout of objects:
438  * 0            : objp
439  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
440  *              the end of an object is aligned with the end of the real
441  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
442  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
443  *              redzone word.
444  * cachep->obj_offset: The real object.
445  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
446  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
447  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
448  */
449 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
450 {
451         return cachep->obj_offset;
452 }
453
454 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
455 {
456         return cachep->obj_size;
457 }
458
459 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
460 {
461         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
462         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
463                                       sizeof(unsigned long long));
464 }
465
466 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
467 {
468         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
469         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
470                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
471                                               sizeof(unsigned long long) -
472                                               REDZONE_ALIGN);
473         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
474                                        sizeof(unsigned long long));
475 }
476
477 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
478 {
479         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
480         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
481 }
482
483 #else
484
485 #define obj_offset(x)                   0
486 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
487 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
488 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
489 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
490
491 #endif
492
493 #ifdef CONFIG_TRACING
494 size_t slab_buffer_size(struct kmem_cache *cachep)
495 {
496         return cachep->buffer_size;
497 }
498 EXPORT_SYMBOL(slab_buffer_size);
499 #endif
500
501 /*
502  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
503  */
504 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
505 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
506 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
507
508 /*
509  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
510  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
511  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
512  */
513 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
514 {
515         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
516 }
517
518 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
519 {
520         page = compound_head(page);
521         BUG_ON(!PageSlab(page));
522         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
523 }
524
525 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
526 {
527         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
528 }
529
530 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
531 {
532         BUG_ON(!PageSlab(page));
533         return (struct slab *)page->lru.prev;
534 }
535
536 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
537 {
538         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
539         return page_get_cache(page);
540 }
541
542 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
543 {
544         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
545         return page_get_slab(page);
546 }
547
548 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
549                                  unsigned int idx)
550 {
551         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
552 }
553
554 /*
555  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
556  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
557  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
558  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
559  */
560 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
561                                         const struct slab *slab, void *obj)
562 {
563         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
564         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
565 }
566
567 /*
568  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
569  */
570 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
571 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
572 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
573         CACHE(ULONG_MAX)
574 #undef CACHE
575 };
576 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
577
578 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
579 struct cache_names {
580         char *name;
581         char *name_dma;
582 };
583
584 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
585 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
586 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
587         {NULL,}
588 #undef CACHE
589 };
590
591 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
592     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
593 static struct arraycache_init initarray_generic =
594     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
595
596 /* internal cache of cache description objs */
597 static struct kmem_cache cache_cache = {
598         .batchcount = 1,
599         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
600         .shared = 1,
601         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
602         .name = "kmem_cache",
603 };
604
605 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
606
607 /*
608  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
609  * until the general caches are up.
610  */
611 static enum {
612         NONE,
613         PARTIAL_AC,
614         PARTIAL_L3,
615         EARLY,
616         FULL
617 } g_cpucache_up;
618
619 /*
620  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
621  */
622 int slab_is_available(void)
623 {
624         return g_cpucache_up >= EARLY;
625 }
626
627 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
628
629 /*
630  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
631  * for other slabs "off slab".
632  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
633  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
634  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
635  *
636  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
637  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
638  * then comes back up during hotplug
639  */
640 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
641 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
642
643 static void init_node_lock_keys(int q)
644 {
645         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
646
647         if (g_cpucache_up != FULL)
648                 return;
649
650         for (s = malloc_sizes; s->cs_size != ULONG_MAX; s++) {
651                 struct array_cache **alc;
652                 struct kmem_list3 *l3;
653                 int r;
654
655                 l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
656                 if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
657                         continue;
658                 lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
659                 alc = l3->alien;
660                 /*
661                  * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
662                  * should go away when common slab code is taught to
663                  * work even without alien caches.
664                  * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
665                  * for alloc_alien_cache,
666                  */
667                 if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
668                         continue;
669                 for_each_node(r) {
670                         if (alc[r])
671                                 lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
672                                         &on_slab_alc_key);
673                 }
674         }
675 }
676
677 static inline void init_lock_keys(void)
678 {
679         int node;
680
681         for_each_node(node)
682                 init_node_lock_keys(node);
683 }
684 #else
685 static void init_node_lock_keys(int q)
686 {
687 }
688
689 static inline void init_lock_keys(void)
690 {
691 }
692 #endif
693
694 /*
695  * Guard access to the cache-chain.
696  */
697 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
698 static struct list_head cache_chain;
699
700 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
701
702 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
703 {
704         return cachep->array[smp_processor_id()];
705 }
706
707 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
708                                                         gfp_t gfpflags)
709 {
710         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
711
712 #if DEBUG
713         /* This happens if someone tries to call
714          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
715          * the generic caches are initialized.
716          */
717         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
718 #endif
719         if (!size)
720                 return ZERO_SIZE_PTR;
721
722         while (size > csizep->cs_size)
723                 csizep++;
724
725         /*
726          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
727          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
728          * for large kmalloc calls required.
729          */
730 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
731         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
732                 return csizep->cs_dmacachep;
733 #endif
734         return csizep->cs_cachep;
735 }
736
737 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
738 {
739         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
740 }
741
742 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
743 {
744         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
745 }
746
747 /*
748  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
749  */
750 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
751                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
752                            unsigned int *num)
753 {
754         int nr_objs;
755         size_t mgmt_size;
756         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
757
758         /*
759          * The slab management structure can be either off the slab or
760          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
761          * slab is used for:
762          *
763          * - The struct slab
764          * - One kmem_bufctl_t for each object
765          * - Padding to respect alignment of @align
766          * - @buffer_size bytes for each object
767          *
768          * If the slab management structure is off the slab, then the
769          * alignment will already be calculated into the size. Because
770          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
771          * correct alignment when allocated.
772          */
773         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
774                 mgmt_size = 0;
775                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
776
777                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
778                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
779         } else {
780                 /*
781                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
782                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
783                  * least @align. In the worst case, this result will
784                  * be one greater than the number of objects that fit
785                  * into the memory allocation when taking the padding
786                  * into account.
787                  */
788                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
789                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
790
791                 /*
792                  * This calculated number will be either the right
793                  * amount, or one greater than what we want.
794                  */
795                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
796                        > slab_size)
797                         nr_objs--;
798
799                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
800                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
801
802                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
803         }
804         *num = nr_objs;
805         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
806 }
807
808 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
809
810 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
811                         char *msg)
812 {
813         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
814                function, cachep->name, msg);
815         dump_stack();
816 }
817
818 /*
819  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
820  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
821  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
822  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
823  * line
824   */
825
826 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
827 static int __init noaliencache_setup(char *s)
828 {
829         use_alien_caches = 0;
830         return 1;
831 }
832 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
833
834 #ifdef CONFIG_NUMA
835 /*
836  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
837  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
838  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
839  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
840  */
841 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
842
843 static void init_reap_node(int cpu)
844 {
845         int node;
846
847         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
848         if (node == MAX_NUMNODES)
849                 node = first_node(node_online_map);
850
851         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
852 }
853
854 static void next_reap_node(void)
855 {
856         int node = __get_cpu_var(slab_reap_node);
857
858         node = next_node(node, node_online_map);
859         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
860                 node = first_node(node_online_map);
861         __get_cpu_var(slab_reap_node) = node;
862 }
863
864 #else
865 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
866 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
867 #endif
868
869 /*
870  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
871  * via the workqueue/eventd.
872  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
873  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
874  * lock.
875  */
876 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
877 {
878         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
879
880         /*
881          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
882          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
883          * at that time.
884          */
885         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
886                 init_reap_node(cpu);
887                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
888                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
889                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
890         }
891 }
892
893 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
894                                             int batchcount, gfp_t gfp)
895 {
896         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
897         struct array_cache *nc = NULL;
898
899         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
900         /*
901          * The array_cache structures contain pointers to free object.
902          * However, when such objects are allocated or transfered to another
903          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
904          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
905          * not scan such objects.
906          */
907         kmemleak_no_scan(nc);
908         if (nc) {
909                 nc->avail = 0;
910                 nc->limit = entries;
911                 nc->batchcount = batchcount;
912                 nc->touched = 0;
913                 spin_lock_init(&nc->lock);
914         }
915         return nc;
916 }
917
918 /*
919  * Transfer objects in one arraycache to another.
920  * Locking must be handled by the caller.
921  *
922  * Return the number of entries transferred.
923  */
924 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
925                 struct array_cache *from, unsigned int max)
926 {
927         /* Figure out how many entries to transfer */
928         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
929
930         if (!nr)
931                 return 0;
932
933         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
934                         sizeof(void *) *nr);
935
936         from->avail -= nr;
937         to->avail += nr;
938         return nr;
939 }
940
941 #ifndef CONFIG_NUMA
942
943 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
944 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
945
946 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
947 {
948         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
949 }
950
951 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
952 {
953 }
954
955 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
956 {
957         return 0;
958 }
959
960 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
961                 gfp_t flags)
962 {
963         return NULL;
964 }
965
966 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
967                  gfp_t flags, int nodeid)
968 {
969         return NULL;
970 }
971
972 #else   /* CONFIG_NUMA */
973
974 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
975 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
976
977 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
978 {
979         struct array_cache **ac_ptr;
980         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
981         int i;
982
983         if (limit > 1)
984                 limit = 12;
985         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
986         if (ac_ptr) {
987                 for_each_node(i) {
988                         if (i == node || !node_online(i))
989                                 continue;
990                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
991                         if (!ac_ptr[i]) {
992                                 for (i--; i >= 0; i--)
993                                         kfree(ac_ptr[i]);
994                                 kfree(ac_ptr);
995                                 return NULL;
996                         }
997                 }
998         }
999         return ac_ptr;
1000 }
1001
1002 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1003 {
1004         int i;
1005
1006         if (!ac_ptr)
1007                 return;
1008         for_each_node(i)
1009             kfree(ac_ptr[i]);
1010         kfree(ac_ptr);
1011 }
1012
1013 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1014                                 struct array_cache *ac, int node)
1015 {
1016         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1017
1018         if (ac->avail) {
1019                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1020                 /*
1021                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1022                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1023                  * into the free lists and getting them back later.
1024                  */
1025                 if (rl3->shared)
1026                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1027
1028                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1029                 ac->avail = 0;
1030                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1031         }
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1036  */
1037 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1038 {
1039         int node = __get_cpu_var(slab_reap_node);
1040
1041         if (l3->alien) {
1042                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1043
1044                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1045                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1046                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1047                 }
1048         }
1049 }
1050
1051 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1052                                 struct array_cache **alien)
1053 {
1054         int i = 0;
1055         struct array_cache *ac;
1056         unsigned long flags;
1057
1058         for_each_online_node(i) {
1059                 ac = alien[i];
1060                 if (ac) {
1061                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1062                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1063                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1064                 }
1065         }
1066 }
1067
1068 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1069 {
1070         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1071         int nodeid = slabp->nodeid;
1072         struct kmem_list3 *l3;
1073         struct array_cache *alien = NULL;
1074         int node;
1075
1076         node = numa_node_id();
1077
1078         /*
1079          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1080          * cache on this cpu.
1081          */
1082         if (likely(slabp->nodeid == node))
1083                 return 0;
1084
1085         l3 = cachep->nodelists[node];
1086         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1087         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1088                 alien = l3->alien[nodeid];
1089                 spin_lock(&alien->lock);
1090                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1091                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1092                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1093                 }
1094                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1095                 spin_unlock(&alien->lock);
1096         } else {
1097                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1098                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1099                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1100         }
1101         return 1;
1102 }
1103 #endif
1104
1105 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1106 {
1107         struct kmem_cache *cachep;
1108         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1109         int node = cpu_to_node(cpu);
1110         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1111
1112         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1113                 struct array_cache *nc;
1114                 struct array_cache *shared;
1115                 struct array_cache **alien;
1116
1117                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1118                 nc = cachep->array[cpu];
1119                 cachep->array[cpu] = NULL;
1120                 l3 = cachep->nodelists[node];
1121
1122                 if (!l3)
1123                         goto free_array_cache;
1124
1125                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1126
1127                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1128                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1129                 if (nc)
1130                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1131
1132                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1133                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1134                         goto free_array_cache;
1135                 }
1136
1137                 shared = l3->shared;
1138                 if (shared) {
1139                         free_block(cachep, shared->entry,
1140                                    shared->avail, node);
1141                         l3->shared = NULL;
1142                 }
1143
1144                 alien = l3->alien;
1145                 l3->alien = NULL;
1146
1147                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1148
1149                 kfree(shared);
1150                 if (alien) {
1151                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1152                         free_alien_cache(alien);
1153                 }
1154 free_array_cache:
1155                 kfree(nc);
1156         }
1157         /*
1158          * In the previous loop, all the objects were freed to
1159          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1160          * shrink each nodelist to its limit.
1161          */
1162         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1163                 l3 = cachep->nodelists[node];
1164                 if (!l3)
1165                         continue;
1166                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1167         }
1168 }
1169
1170 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1171 {
1172         struct kmem_cache *cachep;
1173         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1174         int node = cpu_to_node(cpu);
1175         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1176
1177         /*
1178          * We need to do this right in the beginning since
1179          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1180          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1181          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1182          */
1183
1184         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1185                 /*
1186                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1187                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1188                  * node has not already allocated this
1189                  */
1190                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1191                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1192                         if (!l3)
1193                                 goto bad;
1194                         kmem_list3_init(l3);
1195                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1196                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1197
1198                         /*
1199                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1200                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1201                          * protection here.
1202                          */
1203                         cachep->nodelists[node] = l3;
1204                 }
1205
1206                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1207                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1208                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1209                         cachep->batchcount + cachep->num;
1210                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1211         }
1212
1213         /*
1214          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1215          * array caches
1216          */
1217         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1218                 struct array_cache *nc;
1219                 struct array_cache *shared = NULL;
1220                 struct array_cache **alien = NULL;
1221
1222                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1223                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1224                 if (!nc)
1225                         goto bad;
1226                 if (cachep->shared) {
1227                         shared = alloc_arraycache(node,
1228                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1229                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1230                         if (!shared) {
1231                                 kfree(nc);
1232                                 goto bad;
1233                         }
1234                 }
1235                 if (use_alien_caches) {
1236                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1237                         if (!alien) {
1238                                 kfree(shared);
1239                                 kfree(nc);
1240                                 goto bad;
1241                         }
1242                 }
1243                 cachep->array[cpu] = nc;
1244                 l3 = cachep->nodelists[node];
1245                 BUG_ON(!l3);
1246
1247                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1248                 if (!l3->shared) {
1249                         /*
1250                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1251                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1252                          */
1253                         l3->shared = shared;
1254                         shared = NULL;
1255                 }
1256 #ifdef CONFIG_NUMA
1257                 if (!l3->alien) {
1258                         l3->alien = alien;
1259                         alien = NULL;
1260                 }
1261 #endif
1262                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1263                 kfree(shared);
1264                 free_alien_cache(alien);
1265         }
1266         init_node_lock_keys(node);
1267
1268         return 0;
1269 bad:
1270         cpuup_canceled(cpu);
1271         return -ENOMEM;
1272 }
1273
1274 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1275                                     unsigned long action, void *hcpu)
1276 {
1277         long cpu = (long)hcpu;
1278         int err = 0;
1279
1280         switch (action) {
1281         case CPU_UP_PREPARE:
1282         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1283                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1284                 err = cpuup_prepare(cpu);
1285                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1286                 break;
1287         case CPU_ONLINE:
1288         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1289                 start_cpu_timer(cpu);
1290                 break;
1291 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1292         case CPU_DOWN_PREPARE:
1293         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1294                 /*
1295                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1296                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1297                  * anything expensive but will only modify reap_work
1298                  * and reschedule the timer.
1299                 */
1300                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1301                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1302                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1303                 break;
1304         case CPU_DOWN_FAILED:
1305         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1306                 start_cpu_timer(cpu);
1307                 break;
1308         case CPU_DEAD:
1309         case CPU_DEAD_FROZEN:
1310                 /*
1311                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1312                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1313                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1314                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1315                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1316                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1317                  */
1318                 /* fall through */
1319 #endif
1320         case CPU_UP_CANCELED:
1321         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1322                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1323                 cpuup_canceled(cpu);
1324                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1325                 break;
1326         }
1327         return err ? NOTIFY_BAD : NOTIFY_OK;
1328 }
1329
1330 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1331         &cpuup_callback, NULL, 0
1332 };
1333
1334 /*
1335  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1336  */
1337 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1338                         int nodeid)
1339 {
1340         struct kmem_list3 *ptr;
1341
1342         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1343         BUG_ON(!ptr);
1344
1345         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1346         /*
1347          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1348          */
1349         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1350
1351         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1352         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1353 }
1354
1355 /*
1356  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1357  * size of kmem_list3.
1358  */
1359 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1360 {
1361         int node;
1362
1363         for_each_online_node(node) {
1364                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1365                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1366                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1367                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1368         }
1369 }
1370
1371 /*
1372  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1373  * before smp_init().
1374  */
1375 void __init kmem_cache_init(void)
1376 {
1377         size_t left_over;
1378         struct cache_sizes *sizes;
1379         struct cache_names *names;
1380         int i;
1381         int order;
1382         int node;
1383
1384         if (num_possible_nodes() == 1)
1385                 use_alien_caches = 0;
1386
1387         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1388                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1389                 if (i < MAX_NUMNODES)
1390                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1391         }
1392         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1393
1394         /*
1395          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1396          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1397          */
1398         if (totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1399                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1400
1401         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1402          * from caches that do not exist yet:
1403          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1404          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1405          *    cache_cache is statically allocated.
1406          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1407          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1408          *    array at the end of the bootstrap.
1409          * 2) Create the first kmalloc cache.
1410          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1411          *    An __init data area is used for the head array.
1412          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1413          *    head arrays.
1414          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1415          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1416          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1417          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1418          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1419          */
1420
1421         node = numa_node_id();
1422
1423         /* 1) create the cache_cache */
1424         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1425         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1426         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1427         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1428         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1429
1430         /*
1431          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1432          * can be less than MAX_NUMNODES.
1433          */
1434         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1435                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1436 #if DEBUG
1437         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1438 #endif
1439         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1440                                         cache_line_size());
1441         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1442                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1443
1444         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1445                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1446                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1447                 if (cache_cache.num)
1448                         break;
1449         }
1450         BUG_ON(!cache_cache.num);
1451         cache_cache.gfporder = order;
1452         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1453         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1454                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1455
1456         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1457         sizes = malloc_sizes;
1458         names = cache_names;
1459
1460         /*
1461          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1462          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1463          * bug.
1464          */
1465
1466         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1467                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1468                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1469                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1470                                         NULL);
1471
1472         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1473                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1474                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1475                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1476                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1477                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1478                                 NULL);
1479         }
1480
1481         slab_early_init = 0;
1482
1483         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1484                 /*
1485                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1486                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1487                  * eliminates "false sharing".
1488                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1489                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1490                  */
1491                 if (!sizes->cs_cachep) {
1492                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1493                                         sizes->cs_size,
1494                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1495                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1496                                         NULL);
1497                 }
1498 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1499                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1500                                         names->name_dma,
1501                                         sizes->cs_size,
1502                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1503                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1504                                                 SLAB_PANIC,
1505                                         NULL);
1506 #endif
1507                 sizes++;
1508                 names++;
1509         }
1510         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1511         {
1512                 struct array_cache *ptr;
1513
1514                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1515
1516                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1517                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1518                        sizeof(struct arraycache_init));
1519                 /*
1520                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1521                  */
1522                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1523
1524                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1525
1526                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1527
1528                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1529                        != &initarray_generic.cache);
1530                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1531                        sizeof(struct arraycache_init));
1532                 /*
1533                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1534                  */
1535                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1536
1537                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1538                     ptr;
1539         }
1540         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1541         {
1542                 int nid;
1543
1544                 for_each_online_node(nid) {
1545                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1546
1547                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1548                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1549
1550                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1551                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1552                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1553                         }
1554                 }
1555         }
1556
1557         g_cpucache_up = EARLY;
1558 }
1559
1560 void __init kmem_cache_init_late(void)
1561 {
1562         struct kmem_cache *cachep;
1563
1564         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1565         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1566         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1567                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1568                         BUG();
1569         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1570
1571         /* Done! */
1572         g_cpucache_up = FULL;
1573
1574         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1575         init_lock_keys();
1576
1577         /*
1578          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1579          * cpu_cache_get for all new cpus
1580          */
1581         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1582
1583         /*
1584          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1585          * of the kernel is not yet operational.
1586          */
1587 }
1588
1589 static int __init cpucache_init(void)
1590 {
1591         int cpu;
1592
1593         /*
1594          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1595          */
1596         for_each_online_cpu(cpu)
1597                 start_cpu_timer(cpu);
1598         return 0;
1599 }
1600 __initcall(cpucache_init);
1601
1602 /*
1603  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1604  *
1605  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1606  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1607  * would be relatively rare and ignorable.
1608  */
1609 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1610 {
1611         struct page *page;
1612         int nr_pages;
1613         int i;
1614
1615 #ifndef CONFIG_MMU
1616         /*
1617          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1618          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1619          */
1620         flags |= __GFP_COMP;
1621 #endif
1622
1623         flags |= cachep->gfpflags;
1624         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1625                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1626
1627         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1628         if (!page)
1629                 return NULL;
1630
1631         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1632         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1633                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1634                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1635         else
1636                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1637                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1638         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1639                 __SetPageSlab(page + i);
1640
1641         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1642                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1643
1644                 if (cachep->ctor)
1645                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1646                 else
1647                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1648         }
1649
1650         return page_address(page);
1651 }
1652
1653 /*
1654  * Interface to system's page release.
1655  */
1656 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1657 {
1658         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1659         struct page *page = virt_to_page(addr);
1660         const unsigned long nr_freed = i;
1661
1662         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1663
1664         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1665                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1666                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1667         else
1668                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1669                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1670         while (i--) {
1671                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1672                 __ClearPageSlab(page);
1673                 page++;
1674         }
1675         if (current->reclaim_state)
1676                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1677         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1678 }
1679
1680 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1681 {
1682         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1683         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1684
1685         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1686         if (OFF_SLAB(cachep))
1687                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1688 }
1689
1690 #if DEBUG
1691
1692 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1693 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1694                             unsigned long caller)
1695 {
1696         int size = obj_size(cachep);
1697
1698         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1699
1700         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1701                 return;
1702
1703         *addr++ = 0x12345678;
1704         *addr++ = caller;
1705         *addr++ = smp_processor_id();
1706         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1707         {
1708                 unsigned long *sptr = &caller;
1709                 unsigned long svalue;
1710
1711                 while (!kstack_end(sptr)) {
1712                         svalue = *sptr++;
1713                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1714                                 *addr++ = svalue;
1715                                 size -= sizeof(unsigned long);
1716                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1717                                         break;
1718                         }
1719                 }
1720
1721         }
1722         *addr++ = 0x87654321;
1723 }
1724 #endif
1725
1726 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1727 {
1728         int size = obj_size(cachep);
1729         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1730
1731         memset(addr, val, size);
1732         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1733 }
1734
1735 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1736 {
1737         int i;
1738         unsigned char error = 0;
1739         int bad_count = 0;
1740
1741         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1742         for (i = 0; i < limit; i++) {
1743                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1744                         error = data[offset + i];
1745                         bad_count++;
1746                 }
1747                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1748         }
1749         printk("\n");
1750
1751         if (bad_count == 1) {
1752                 error ^= POISON_FREE;
1753                 if (!(error & (error - 1))) {
1754                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1755                                         "bad RAM.\n");
1756 #ifdef CONFIG_X86
1757                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1758                                         "test tool.\n");
1759 #else
1760                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1761 #endif
1762                 }
1763         }
1764 }
1765 #endif
1766
1767 #if DEBUG
1768
1769 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1770 {
1771         int i, size;
1772         char *realobj;
1773
1774         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1775                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1776                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1777                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1778         }
1779
1780         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1781                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1782                         *dbg_userword(cachep, objp));
1783                 print_symbol("(%s)",
1784                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1785                 printk("\n");
1786         }
1787         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1788         size = obj_size(cachep);
1789         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1790                 int limit;
1791                 limit = 16;
1792                 if (i + limit > size)
1793                         limit = size - i;
1794                 dump_line(realobj, i, limit);
1795         }
1796 }
1797
1798 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1799 {
1800         char *realobj;
1801         int size, i;
1802         int lines = 0;
1803
1804         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1805         size = obj_size(cachep);
1806
1807         for (i = 0; i < size; i++) {
1808                 char exp = POISON_FREE;
1809                 if (i == size - 1)
1810                         exp = POISON_END;
1811                 if (realobj[i] != exp) {
1812                         int limit;
1813                         /* Mismatch ! */
1814                         /* Print header */
1815                         if (lines == 0) {
1816                                 printk(KERN_ERR
1817                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1818                                         cachep->name, realobj, size);
1819                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1820                         }
1821                         /* Hexdump the affected line */
1822                         i = (i / 16) * 16;
1823                         limit = 16;
1824                         if (i + limit > size)
1825                                 limit = size - i;
1826                         dump_line(realobj, i, limit);
1827                         i += 16;
1828                         lines++;
1829                         /* Limit to 5 lines */
1830                         if (lines > 5)
1831                                 break;
1832                 }
1833         }
1834         if (lines != 0) {
1835                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1836                  * exist:
1837                  */
1838                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1839                 unsigned int objnr;
1840
1841                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1842                 if (objnr) {
1843                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1844                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1845                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1846                                realobj, size);
1847                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1848                 }
1849                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1850                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1851                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1852                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1853                                realobj, size);
1854                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1855                 }
1856         }
1857 }
1858 #endif
1859
1860 #if DEBUG
1861 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1862 {
1863         int i;
1864         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1865                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1866
1867                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1868 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1869                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1870                                         OFF_SLAB(cachep))
1871                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1872                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1873                         else
1874                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1875 #else
1876                         check_poison_obj(cachep, objp);
1877 #endif
1878                 }
1879                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1880                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1881                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1882                                            "was overwritten");
1883                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1884                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1885                                            "was overwritten");
1886                 }
1887         }
1888 }
1889 #else
1890 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1891 {
1892 }
1893 #endif
1894
1895 /**
1896  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1897  * @cachep: cache pointer being destroyed
1898  * @slabp: slab pointer being destroyed
1899  *
1900  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1901  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1902  * cache-lock is not held/needed.
1903  */
1904 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1905 {
1906         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1907
1908         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
1909         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1910                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1911
1912                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1913                 slab_rcu->cachep = cachep;
1914                 slab_rcu->addr = addr;
1915                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1916         } else {
1917                 kmem_freepages(cachep, addr);
1918                 if (OFF_SLAB(cachep))
1919                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1920         }
1921 }
1922
1923 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1924 {
1925         int i;
1926         struct kmem_list3 *l3;
1927
1928         for_each_online_cpu(i)
1929             kfree(cachep->array[i]);
1930
1931         /* NUMA: free the list3 structures */
1932         for_each_online_node(i) {
1933                 l3 = cachep->nodelists[i];
1934                 if (l3) {
1935                         kfree(l3->shared);
1936                         free_alien_cache(l3->alien);
1937                         kfree(l3);
1938                 }
1939         }
1940         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1941 }
1942
1943
1944 /**
1945  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1946  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1947  * @size: size of objects to be created in this cache.
1948  * @align: required alignment for the objects.
1949  * @flags: slab allocation flags
1950  *
1951  * Also calculates the number of objects per slab.
1952  *
1953  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1954  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1955  * towards high-order requests, this should be changed.
1956  */
1957 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1958                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1959 {
1960         unsigned long offslab_limit;
1961         size_t left_over = 0;
1962         int gfporder;
1963
1964         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1965                 unsigned int num;
1966                 size_t remainder;
1967
1968                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1969                 if (!num)
1970                         continue;
1971
1972                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1973                         /*
1974                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1975                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1976                          * looping condition in cache_grow().
1977                          */
1978                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1979                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1980
1981                         if (num > offslab_limit)
1982                                 break;
1983                 }
1984
1985                 /* Found something acceptable - save it away */
1986                 cachep->num = num;
1987                 cachep->gfporder = gfporder;
1988                 left_over = remainder;
1989
1990                 /*
1991                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1992                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1993                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1994                  */
1995                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1996                         break;
1997
1998                 /*
1999                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2000                  * currently bad for the gfp()s.
2001                  */
2002                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2003                         break;
2004
2005                 /*
2006                  * Acceptable internal fragmentation?
2007                  */
2008                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2009                         break;
2010         }
2011         return left_over;
2012 }
2013
2014 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2015 {
2016         if (g_cpucache_up == FULL)
2017                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2018
2019         if (g_cpucache_up == NONE) {
2020                 /*
2021                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2022                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2023                  * further caches will BUG().
2024                  */
2025                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2026
2027                 /*
2028                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2029                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2030                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2031                  */
2032                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2033                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2034                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2035                 else
2036                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2037         } else {
2038                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2039                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2040
2041                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2042                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2043                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2044                 } else {
2045                         int node;
2046                         for_each_online_node(node) {
2047                                 cachep->nodelists[node] =
2048                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2049                                                 gfp, node);
2050                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2051                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2052                         }
2053                 }
2054         }
2055         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2056                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2057                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2058
2059         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2060         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2061         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2062         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2063         cachep->batchcount = 1;
2064         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2065         return 0;
2066 }
2067
2068 /**
2069  * kmem_cache_create - Create a cache.
2070  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2071  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2072  * @align: The required alignment for the objects.
2073  * @flags: SLAB flags
2074  * @ctor: A constructor for the objects.
2075  *
2076  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2077  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2078  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2079  *
2080  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2081  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2082  * Note that kmem_cache_name() is not guaranteed to return the same pointer,
2083  * therefore applications must manage it themselves.
2084  *
2085  * The flags are
2086  *
2087  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2088  * to catch references to uninitialised memory.
2089  *
2090  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2091  * for buffer overruns.
2092  *
2093  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2094  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2095  * as davem.
2096  */
2097 struct kmem_cache *
2098 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2099         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2100 {
2101         size_t left_over, slab_size, ralign;
2102         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2103         gfp_t gfp;
2104
2105         /*
2106          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2107          */
2108         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2109             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2110                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __func__,
2111                                 name);
2112                 BUG();
2113         }
2114
2115         /*
2116          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2117          * cpu_online_mask as well.  Please see cpuup_callback
2118          */
2119         if (slab_is_available()) {
2120                 get_online_cpus();
2121                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2122         }
2123
2124         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2125                 char tmp;
2126                 int res;
2127
2128                 /*
2129                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2130                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2131                  * area of the module.  Print a warning.
2132                  */
2133                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2134                 if (res) {
2135                         printk(KERN_ERR
2136                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2137                                pc->buffer_size);
2138                         continue;
2139                 }
2140
2141                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2142                         printk(KERN_ERR
2143                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2144                         dump_stack();
2145                         goto oops;
2146                 }
2147         }
2148
2149 #if DEBUG
2150         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2151 #if FORCED_DEBUG
2152         /*
2153          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2154          * large objects, if the increased size would increase the object size
2155          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2156          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2157          */
2158         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2159                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2160                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2161         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2162                 flags |= SLAB_POISON;
2163 #endif
2164         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2165                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2166 #endif
2167         /*
2168          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2169          * isn't available.
2170          */
2171         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2172
2173         /*
2174          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2175          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2176          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2177          */
2178         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2179                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2180                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2181         }
2182
2183         /* calculate the final buffer alignment: */
2184
2185         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2186         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2187                 /*
2188                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2189                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2190                  * one cacheline.
2191                  */
2192                 ralign = cache_line_size();
2193                 while (size <= ralign / 2)
2194                         ralign /= 2;
2195         } else {
2196                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2197         }
2198
2199         /*
2200          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2201          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2202          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2203          */
2204         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2205                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2206
2207         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2208                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2209                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2210                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2211                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2212                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2213         }
2214
2215         /* 2) arch mandated alignment */
2216         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2217                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2218         }
2219         /* 3) caller mandated alignment */
2220         if (ralign < align) {
2221                 ralign = align;
2222         }
2223         /* disable debug if necessary */
2224         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2225                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2226         /*
2227          * 4) Store it.
2228          */
2229         align = ralign;
2230
2231         if (slab_is_available())
2232                 gfp = GFP_KERNEL;
2233         else
2234                 gfp = GFP_NOWAIT;
2235
2236         /* Get cache's description obj. */
2237         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, gfp);
2238         if (!cachep)
2239                 goto oops;
2240
2241 #if DEBUG
2242         cachep->obj_size = size;
2243
2244         /*
2245          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2246          * into align above.
2247          */
2248         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2249                 /* add space for red zone words */
2250                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2251                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2252         }
2253         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2254                 /* user store requires one word storage behind the end of
2255                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2256                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2257                  */
2258                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2259                         size += REDZONE_ALIGN;
2260                 else
2261                         size += BYTES_PER_WORD;
2262         }
2263 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2264         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2265             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2266                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2267                 size = PAGE_SIZE;
2268         }
2269 #endif
2270 #endif
2271
2272         /*
2273          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2274          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2275          * it too early on. Always use on-slab management when
2276          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2277          */
2278         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2279             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2280                 /*
2281                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2282                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2283                  */
2284                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2285
2286         size = ALIGN(size, align);
2287
2288         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2289
2290         if (!cachep->num) {
2291                 printk(KERN_ERR
2292                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2293                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2294                 cachep = NULL;
2295                 goto oops;
2296         }
2297         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2298                           + sizeof(struct slab), align);
2299
2300         /*
2301          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2302          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2303          */
2304         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2305                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2306                 left_over -= slab_size;
2307         }
2308
2309         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2310                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2311                 slab_size =
2312                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2313
2314 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2315                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2316                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2317                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2318                  */
2319                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2320                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2321 #endif
2322         }
2323
2324         cachep->colour_off = cache_line_size();
2325         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2326         if (cachep->colour_off < align)
2327                 cachep->colour_off = align;
2328         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2329         cachep->slab_size = slab_size;
2330         cachep->flags = flags;
2331         cachep->gfpflags = 0;
2332         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2333                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2334         cachep->buffer_size = size;
2335         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2336
2337         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2338                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2339                 /*
2340                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2341                  * But since we go off slab only for object size greater than
2342                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2343                  * this should not happen at all.
2344                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2345                  */
2346                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2347         }
2348         cachep->ctor = ctor;
2349         cachep->name = name;
2350
2351         if (setup_cpu_cache(cachep, gfp)) {
2352                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2353                 cachep = NULL;
2354                 goto oops;
2355         }
2356
2357         /* cache setup completed, link it into the list */
2358         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2359 oops:
2360         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2361                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2362                       name);
2363         if (slab_is_available()) {
2364                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2365                 put_online_cpus();
2366         }
2367         return cachep;
2368 }
2369 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2370
2371 #if DEBUG
2372 static void check_irq_off(void)
2373 {
2374         BUG_ON(!irqs_disabled());
2375 }
2376
2377 static void check_irq_on(void)
2378 {
2379         BUG_ON(irqs_disabled());
2380 }
2381
2382 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2383 {
2384 #ifdef CONFIG_SMP
2385         check_irq_off();
2386         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2387 #endif
2388 }
2389
2390 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2391 {
2392 #ifdef CONFIG_SMP
2393         check_irq_off();
2394         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2395 #endif
2396 }
2397
2398 #else
2399 #define check_irq_off() do { } while(0)
2400 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2401 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2402 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2403 #endif
2404
2405 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2406                         struct array_cache *ac,
2407                         int force, int node);
2408
2409 static void do_drain(void *arg)
2410 {
2411         struct kmem_cache *cachep = arg;
2412         struct array_cache *ac;
2413         int node = numa_node_id();
2414
2415         check_irq_off();
2416         ac = cpu_cache_get(cachep);
2417         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2418         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2419         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2420         ac->avail = 0;
2421 }
2422
2423 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2424 {
2425         struct kmem_list3 *l3;
2426         int node;
2427
2428         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2429         check_irq_on();
2430         for_each_online_node(node) {
2431                 l3 = cachep->nodelists[node];
2432                 if (l3 && l3->alien)
2433                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2434         }
2435
2436         for_each_online_node(node) {
2437                 l3 = cachep->nodelists[node];
2438                 if (l3)
2439                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2440         }
2441 }
2442
2443 /*
2444  * Remove slabs from the list of free slabs.
2445  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2446  *
2447  * Returns the actual number of slabs released.
2448  */
2449 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2450                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2451 {
2452         struct list_head *p;
2453         int nr_freed;
2454         struct slab *slabp;
2455
2456         nr_freed = 0;
2457         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2458
2459                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2460                 p = l3->slabs_free.prev;
2461                 if (p == &l3->slabs_free) {
2462                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2463                         goto out;
2464                 }
2465
2466                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2467 #if DEBUG
2468                 BUG_ON(slabp->inuse);
2469 #endif
2470                 list_del(&slabp->list);
2471                 /*
2472                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2473                  * to the cache.
2474                  */
2475                 l3->free_objects -= cache->num;
2476                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2477                 slab_destroy(cache, slabp);
2478                 nr_freed++;
2479         }
2480 out:
2481         return nr_freed;
2482 }
2483
2484 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2485 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2486 {
2487         int ret = 0, i = 0;
2488         struct kmem_list3 *l3;
2489
2490         drain_cpu_caches(cachep);
2491
2492         check_irq_on();
2493         for_each_online_node(i) {
2494                 l3 = cachep->nodelists[i];
2495                 if (!l3)
2496                         continue;
2497
2498                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2499
2500                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2501                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2502         }
2503         return (ret ? 1 : 0);
2504 }
2505
2506 /**
2507  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2508  * @cachep: The cache to shrink.
2509  *
2510  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2511  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2512  */
2513 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2514 {
2515         int ret;
2516         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2517
2518         get_online_cpus();
2519         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2520         ret = __cache_shrink(cachep);
2521         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2522         put_online_cpus();
2523         return ret;
2524 }
2525 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2526
2527 /**
2528  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2529  * @cachep: the cache to destroy
2530  *
2531  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2532  *
2533  * It is expected this function will be called by a module when it is
2534  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2535  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2536  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2537  *
2538  * The cache must be empty before calling this function.
2539  *
2540  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2541  * during the kmem_cache_destroy().
2542  */
2543 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2544 {
2545         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2546
2547         /* Find the cache in the chain of caches. */
2548         get_online_cpus();
2549         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2550         /*
2551          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2552          */
2553         list_del(&cachep->next);
2554         if (__cache_shrink(cachep)) {
2555                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2556                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2557                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2558                 put_online_cpus();
2559                 return;
2560         }
2561
2562         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2563                 rcu_barrier();
2564
2565         __kmem_cache_destroy(cachep);
2566         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2567         put_online_cpus();
2568 }
2569 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2570
2571 /*
2572  * Get the memory for a slab management obj.
2573  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2574  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2575  * come from the same cache which is getting created because,
2576  * when we are searching for an appropriate cache for these
2577  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2578  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2579  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2580  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2581  */
2582 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2583                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2584                                    int nodeid)
2585 {
2586         struct slab *slabp;
2587
2588         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2589                 /* Slab management obj is off-slab. */
2590                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2591                                               local_flags, nodeid);
2592                 /*
2593                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2594                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2595                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2596                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2597                  */
2598                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2599                                    local_flags);
2600                 if (!slabp)
2601                         return NULL;
2602         } else {
2603                 slabp = objp + colour_off;
2604                 colour_off += cachep->slab_size;
2605         }
2606         slabp->inuse = 0;
2607         slabp->colouroff = colour_off;
2608         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2609         slabp->nodeid = nodeid;
2610         slabp->free = 0;
2611         return slabp;
2612 }
2613
2614 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2615 {
2616         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2617 }
2618
2619 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2620                             struct slab *slabp)
2621 {
2622         int i;
2623
2624         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2625                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2626 #if DEBUG
2627                 /* need to poison the objs? */
2628                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2629                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2630                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2631                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2632
2633                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2634                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2635                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2636                 }
2637                 /*
2638                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2639                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2640                  * They must also be threaded.
2641                  */
2642                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2643                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2644
2645                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2646                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2647                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2648                                            " end of an object");
2649                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2650                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2651                                            " start of an object");
2652                 }
2653                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2654                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2655                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2656                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2657 #else
2658                 if (cachep->ctor)
2659                         cachep->ctor(objp);
2660 #endif
2661                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2662         }
2663         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2664 }
2665
2666 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2667 {
2668         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2669                 if (flags & GFP_DMA)
2670                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2671                 else
2672                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2673         }
2674 }
2675
2676 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2677                                 int nodeid)
2678 {
2679         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2680         kmem_bufctl_t next;
2681
2682         slabp->inuse++;
2683         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2684 #if DEBUG
2685         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2686         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2687 #endif
2688         slabp->free = next;
2689
2690         return objp;
2691 }
2692
2693 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2694                                 void *objp, int nodeid)
2695 {
2696         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2697
2698 #if DEBUG
2699         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2700         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2701
2702         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2703                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2704                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2705                 BUG();
2706         }
2707 #endif
2708         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2709         slabp->free = objnr;
2710         slabp->inuse--;
2711 }
2712
2713 /*
2714  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2715  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2716  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2717  */
2718 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2719                            void *addr)
2720 {
2721         int nr_pages;
2722         struct page *page;
2723
2724         page = virt_to_page(addr);
2725
2726         nr_pages = 1;
2727         if (likely(!PageCompound(page)))
2728                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2729
2730         do {
2731                 page_set_cache(page, cache);
2732                 page_set_slab(page, slab);
2733                 page++;
2734         } while (--nr_pages);
2735 }
2736
2737 /*
2738  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2739  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2740  */
2741 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2742                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2743 {
2744         struct slab *slabp;
2745         size_t offset;
2746         gfp_t local_flags;
2747         struct kmem_list3 *l3;
2748
2749         /*
2750          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2751          * critical path in kmem_cache_alloc().
2752          */
2753         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2754         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2755
2756         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2757         check_irq_off();
2758         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2759         spin_lock(&l3->list_lock);
2760
2761         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2762         offset = l3->colour_next;
2763         l3->colour_next++;
2764         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2765                 l3->colour_next = 0;
2766         spin_unlock(&l3->list_lock);
2767
2768         offset *= cachep->colour_off;
2769
2770         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2771                 local_irq_enable();
2772
2773         /*
2774          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2775          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2776          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2777          * will eventually be caught here (where it matters).
2778          */
2779         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2780
2781         /*
2782          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2783          * 'nodeid'.
2784          */
2785         if (!objp)
2786                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2787         if (!objp)
2788                 goto failed;
2789
2790         /* Get slab management. */
2791         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2792                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2793         if (!slabp)
2794                 goto opps1;
2795
2796         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2797
2798         cache_init_objs(cachep, slabp);
2799
2800         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2801                 local_irq_disable();
2802         check_irq_off();
2803         spin_lock(&l3->list_lock);
2804
2805         /* Make slab active. */
2806         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2807         STATS_INC_GROWN(cachep);
2808         l3->free_objects += cachep->num;
2809         spin_unlock(&l3->list_lock);
2810         return 1;
2811 opps1:
2812         kmem_freepages(cachep, objp);
2813 failed:
2814         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2815                 local_irq_disable();
2816         return 0;
2817 }
2818
2819 #if DEBUG
2820
2821 /*
2822  * Perform extra freeing checks:
2823  * - detect bad pointers.
2824  * - POISON/RED_ZONE checking
2825  */
2826 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2827 {
2828         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2829                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2830                        (unsigned long)objp);
2831                 BUG();
2832         }
2833 }
2834
2835 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2836 {
2837         unsigned long long redzone1, redzone2;
2838
2839         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2840         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2841
2842         /*
2843          * Redzone is ok.
2844          */
2845         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2846                 return;
2847
2848         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2849                 slab_error(cache, "double free detected");
2850         else
2851                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2852
2853         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2854                         obj, redzone1, redzone2);
2855 }
2856
2857 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2858                                    void *caller)
2859 {
2860         struct page *page;
2861         unsigned int objnr;
2862         struct slab *slabp;
2863
2864         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2865
2866         objp -= obj_offset(cachep);
2867         kfree_debugcheck(objp);
2868         page = virt_to_head_page(objp);
2869
2870         slabp = page_get_slab(page);
2871
2872         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2873                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2874                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2875                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2876         }
2877         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2878                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2879
2880         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2881
2882         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2883         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2884
2885 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2886         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2887 #endif
2888         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2889 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2890                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2891                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2892                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2893                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2894                 } else {
2895                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2896                 }
2897 #else
2898                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2899 #endif
2900         }
2901         return objp;
2902 }
2903
2904 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2905 {
2906         kmem_bufctl_t i;
2907         int entries = 0;
2908
2909         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2910         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2911                 entries++;
2912                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2913                         goto bad;
2914         }
2915         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2916 bad:
2917                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2918                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2919                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2920                 for (i = 0;
2921                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2922                      i++) {
2923                         if (i % 16 == 0)
2924                                 printk("\n%03x:", i);
2925                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2926                 }
2927                 printk("\n");
2928                 BUG();
2929         }
2930 }
2931 #else
2932 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2933 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2934 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2935 #endif
2936
2937 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2938 {
2939         int batchcount;
2940         struct kmem_list3 *l3;
2941         struct array_cache *ac;
2942         int node;
2943
2944 retry:
2945         check_irq_off();
2946         node = numa_node_id();
2947         ac = cpu_cache_get(cachep);
2948         batchcount = ac->batchcount;
2949         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2950                 /*
2951                  * If there was little recent activity on this cache, then
2952                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2953                  * refill bouncing.
2954                  */
2955                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2956         }
2957         l3 = cachep->nodelists[node];
2958
2959         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2960         spin_lock(&l3->list_lock);
2961
2962         /* See if we can refill from the shared array */
2963         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount)) {
2964                 l3->shared->touched = 1;
2965                 goto alloc_done;
2966         }
2967
2968         while (batchcount > 0) {
2969                 struct list_head *entry;
2970                 struct slab *slabp;
2971                 /* Get slab alloc is to come from. */
2972                 entry = l3->slabs_partial.next;
2973                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2974                         l3->free_touched = 1;
2975                         entry = l3->slabs_free.next;
2976                         if (entry == &l3->slabs_free)
2977                                 goto must_grow;
2978                 }
2979
2980                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2981                 check_slabp(cachep, slabp);
2982                 check_spinlock_acquired(cachep);
2983
2984                 /*
2985                  * The slab was either on partial or free list so
2986                  * there must be at least one object available for
2987                  * allocation.
2988                  */
2989                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
2990
2991                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2992                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2993                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2994                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2995
2996                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2997                                                             node);
2998                 }
2999                 check_slabp(cachep, slabp);
3000
3001                 /* move slabp to correct slabp list: */
3002                 list_del(&slabp->list);
3003                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3004                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3005                 else
3006                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3007         }
3008
3009 must_grow:
3010         l3->free_objects -= ac->avail;
3011 alloc_done:
3012         spin_unlock(&l3->list_lock);
3013
3014         if (unlikely(!ac->avail)) {
3015                 int x;
3016                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3017
3018                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3019                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3020                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3021                         return NULL;
3022
3023                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3024                         goto retry;
3025         }
3026         ac->touched = 1;
3027         return ac->entry[--ac->avail];
3028 }
3029
3030 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3031                                                 gfp_t flags)
3032 {
3033         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3034 #if DEBUG
3035         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3036 #endif
3037 }
3038
3039 #if DEBUG
3040 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3041                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3042 {
3043         if (!objp)
3044                 return objp;
3045         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3046 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3047                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3048                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3049                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3050                 else
3051                         check_poison_obj(cachep, objp);
3052 #else
3053                 check_poison_obj(cachep, objp);
3054 #endif
3055                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3056         }
3057         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3058                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3059
3060         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3061                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3062                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3063                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3064                                                 " object was overwritten");
3065                         printk(KERN_ERR
3066                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3067                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3068                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3069                 }
3070                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3071                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3072         }
3073 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3074         {
3075                 struct slab *slabp;
3076                 unsigned objnr;
3077
3078                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3079                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3080                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3081         }
3082 #endif
3083         objp += obj_offset(cachep);
3084         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3085                 cachep->ctor(objp);
3086 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3087         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3088                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3089                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3090         }
3091 #endif
3092         return objp;
3093 }
3094 #else
3095 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3096 #endif
3097
3098 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3099 {
3100         if (cachep == &cache_cache)
3101                 return false;
3102
3103         return should_failslab(obj_size(cachep), flags, cachep->flags);
3104 }
3105
3106 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3107 {
3108         void *objp;
3109         struct array_cache *ac;
3110
3111         check_irq_off();
3112
3113         ac = cpu_cache_get(cachep);
3114         if (likely(ac->avail)) {
3115                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3116                 ac->touched = 1;
3117                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3118         } else {
3119                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3120                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3121                 /*
3122                  * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3123                  * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3124                  */
3125                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3126         }
3127         /*
3128          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3129          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3130          * treat the array pointers as a reference to the object.
3131          */
3132         if (objp)
3133                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3134         return objp;
3135 }
3136
3137 #ifdef CONFIG_NUMA
3138 /*
3139  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3140  *
3141  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3142  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3143  */
3144 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3145 {
3146         int nid_alloc, nid_here;
3147
3148         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3149                 return NULL;
3150         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3151         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3152                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3153         else if (current->mempolicy)
3154                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3155         if (nid_alloc != nid_here)
3156                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3157         return NULL;
3158 }
3159
3160 /*
3161  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3162  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3163  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3164  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3165  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3166  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3167  */
3168 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3169 {
3170         struct zonelist *zonelist;
3171         gfp_t local_flags;
3172         struct zoneref *z;
3173         struct zone *zone;
3174         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3175         void *obj = NULL;
3176         int nid;
3177
3178         if (flags & __GFP_THISNODE)
3179                 return NULL;
3180
3181         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
3182         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3183
3184 retry:
3185         /*
3186          * Look through allowed nodes for objects available
3187          * from existing per node queues.
3188          */
3189         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3190                 nid = zone_to_nid(zone);
3191
3192                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3193                         cache->nodelists[nid] &&
3194                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3195                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3196                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3197                                 if (obj)
3198                                         break;
3199                 }
3200         }
3201
3202         if (!obj) {
3203                 /*
3204                  * This allocation will be performed within the constraints
3205                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3206                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3207                  * set and go into memory reserves if necessary.
3208                  */
3209                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3210                         local_irq_enable();
3211                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3212                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_node_id());
3213                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3214                         local_irq_disable();
3215                 if (obj) {
3216                         /*
3217                          * Insert into the appropriate per node queues
3218                          */
3219                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3220                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3221                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3222                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3223                                 if (!obj)
3224                                         /*
3225                                          * Another processor may allocate the
3226                                          * objects in the slab since we are
3227                                          * not holding any locks.
3228                                          */
3229                                         goto retry;
3230                         } else {
3231                                 /* cache_grow already freed obj */
3232                                 obj = NULL;
3233                         }
3234                 }
3235         }
3236         return obj;
3237 }
3238
3239 /*
3240  * A interface to enable slab creation on nodeid
3241  */
3242 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3243                                 int nodeid)
3244 {
3245         struct list_head *entry;
3246         struct slab *slabp;
3247         struct kmem_list3 *l3;
3248         void *obj;
3249         int x;
3250
3251         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3252         BUG_ON(!l3);
3253
3254 retry:
3255         check_irq_off();
3256         spin_lock(&l3->list_lock);
3257         entry = l3->slabs_partial.next;
3258         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3259                 l3->free_touched = 1;
3260                 entry = l3->slabs_free.next;
3261                 if (entry == &l3->slabs_free)
3262                         goto must_grow;
3263         }
3264
3265         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3266         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3267         check_slabp(cachep, slabp);
3268
3269         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3270         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3271         STATS_SET_HIGH(cachep);
3272
3273         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3274
3275         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3276         check_slabp(cachep, slabp);
3277         l3->free_objects--;
3278         /* move slabp to correct slabp list: */
3279         list_del(&slabp->list);
3280
3281         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3282                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3283         else
3284                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3285
3286         spin_unlock(&l3->list_lock);
3287         goto done;
3288
3289 must_grow:
3290         spin_unlock(&l3->list_lock);
3291         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3292         if (x)
3293                 goto retry;
3294
3295         return fallback_alloc(cachep, flags);
3296
3297 done:
3298         return obj;
3299 }
3300
3301 /**
3302  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3303  * @cachep: The cache to allocate from.
3304  * @flags: See kmalloc().
3305  * @nodeid: node number of the target node.
3306  * @caller: return address of caller, used for debug information
3307  *
3308  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3309  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3310  *
3311  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3312  */
3313 static __always_inline void *
3314 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3315                    void *caller)
3316 {
3317         unsigned long save_flags;
3318         void *ptr;
3319
3320         flags &= gfp_allowed_mask;
3321
3322         lockdep_trace_alloc(flags);
3323
3324         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3325                 return NULL;
3326
3327         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3328         local_irq_save(save_flags);
3329
3330         if (nodeid == -1)
3331                 nodeid = numa_node_id();
3332
3333         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3334                 /* Node not bootstrapped yet */
3335                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3336                 goto out;
3337         }
3338
3339         if (nodeid == numa_node_id()) {
3340                 /*
3341                  * Use the locally cached objects if possible.
3342                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3343                  * to other nodes. It may fail while we still have
3344                  * objects on other nodes available.
3345                  */
3346                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3347                 if (ptr)
3348                         goto out;
3349         }
3350         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3351         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3352   out:
3353         local_irq_restore(save_flags);
3354         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3355         kmemleak_alloc_recursive(ptr, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3356                                  flags);
3357
3358         if (likely(ptr))
3359                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, obj_size(cachep));
3360
3361         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3362                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3363
3364         return ptr;
3365 }
3366
3367 static __always_inline void *
3368 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3369 {
3370         void *objp;
3371
3372         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3373                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3374                 if (objp)
3375                         goto out;
3376         }
3377         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3378
3379         /*
3380          * We may just have run out of memory on the local node.
3381          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3382          */
3383         if (!objp)
3384                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3385
3386   out:
3387         return objp;
3388 }
3389 #else
3390
3391 static __always_inline void *
3392 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3393 {
3394         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3395 }
3396
3397 #endif /* CONFIG_NUMA */
3398
3399 static __always_inline void *
3400 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3401 {
3402         unsigned long save_flags;
3403         void *objp;
3404
3405         flags &= gfp_allowed_mask;
3406
3407         lockdep_trace_alloc(flags);
3408
3409         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3410                 return NULL;
3411
3412         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3413         local_irq_save(save_flags);
3414         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3415         local_irq_restore(save_flags);
3416         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3417         kmemleak_alloc_recursive(objp, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3418                                  flags);
3419         prefetchw(objp);
3420
3421         if (likely(objp))
3422                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, obj_size(cachep));
3423
3424         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3425                 memset(objp, 0, obj_size(cachep));
3426
3427         return objp;
3428 }
3429
3430 /*
3431  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3432  */
3433 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3434                        int node)
3435 {
3436         int i;
3437         struct kmem_list3 *l3;
3438
3439         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3440                 void *objp = objpp[i];
3441                 struct slab *slabp;
3442
3443                 slabp = virt_to_slab(objp);
3444                 l3 = cachep->nodelists[node];
3445                 list_del(&slabp->list);
3446                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3447                 check_slabp(cachep, slabp);
3448                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3449                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3450                 l3->free_objects++;
3451                 check_slabp(cachep, slabp);
3452
3453                 /* fixup slab chains */
3454                 if (slabp->inuse == 0) {
3455                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3456                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3457                                 /* No need to drop any previously held
3458                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3459                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3460                                  * a different cache, refer to comments before
3461                                  * alloc_slabmgmt.
3462                                  */
3463                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3464                         } else {
3465                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3466                         }
3467                 } else {
3468                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3469                          * partial list on free - maximum time for the
3470                          * other objects to be freed, too.
3471                          */
3472                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3473                 }
3474         }
3475 }
3476
3477 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3478 {
3479         int batchcount;
3480         struct kmem_list3 *l3;
3481         int node = numa_node_id();
3482
3483         batchcount = ac->batchcount;
3484 #if DEBUG
3485         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3486 #endif
3487         check_irq_off();
3488         l3 = cachep->nodelists[node];
3489         spin_lock(&l3->list_lock);
3490         if (l3->shared) {
3491                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3492                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3493                 if (max) {
3494                         if (batchcount > max)
3495                                 batchcount = max;
3496                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3497                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3498                         shared_array->avail += batchcount;
3499                         goto free_done;
3500                 }
3501         }
3502
3503         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3504 free_done:
3505 #if STATS
3506         {
3507                 int i = 0;
3508                 struct list_head *p;
3509
3510                 p = l3->slabs_free.next;
3511                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3512                         struct slab *slabp;
3513
3514                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3515                         BUG_ON(slabp->inuse);
3516
3517                         i++;
3518                         p = p->next;
3519                 }
3520                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3521         }
3522 #endif
3523         spin_unlock(&l3->list_lock);
3524         ac->avail -= batchcount;
3525         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3526 }
3527
3528 /*
3529  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3530  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3531  */
3532 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3533 {
3534         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3535
3536         check_irq_off();
3537         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3538         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3539
3540         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, obj_size(cachep));
3541
3542         /*
3543          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3544          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3545          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3546          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3547          * the cache.
3548          */
3549         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3550                 return;
3551
3552         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3553                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3554                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3555                 return;
3556         } else {
3557                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3558                 cache_flusharray(cachep, ac);
3559                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3560         }
3561 }
3562
3563 /**
3564  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3565  * @cachep: The cache to allocate from.
3566  * @flags: See kmalloc().
3567  *
3568  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3569  * if the cache has no available objects.
3570  */
3571 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3572 {
3573         void *ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3574
3575         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3576                                obj_size(cachep), cachep->buffer_size, flags);
3577
3578         return ret;
3579 }
3580 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3581
3582 #ifdef CONFIG_TRACING
3583 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3584 {
3585         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3586 }
3587 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
3588 #endif
3589
3590 /**
3591  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might be a slab entry.
3592  * @cachep: the cache we're checking against
3593  * @ptr: pointer to validate
3594  *
3595  * This verifies that the untrusted pointer looks sane;
3596  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3597  * part of the slab cache in question, but it at least
3598  * validates that the pointer can be dereferenced and
3599  * looks half-way sane.
3600  *
3601  * Currently only used for dentry validation.
3602  */
3603 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3604 {
3605         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3606         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3607         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3608         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3609         struct page *page;
3610
3611         if (unlikely(addr < min_addr))
3612                 goto out;
3613         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3614                 goto out;
3615         if (unlikely(addr & align_mask))
3616                 goto out;
3617         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3618                 goto out;
3619         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3620                 goto out;
3621         page = virt_to_page(ptr);
3622         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3623                 goto out;
3624         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3625                 goto out;
3626         return 1;
3627 out:
3628         return 0;
3629 }
3630
3631 #ifdef CONFIG_NUMA
3632 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3633 {
3634         void *ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3635                                        __builtin_return_address(0));
3636
3637         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3638                                     obj_size(cachep), cachep->buffer_size,
3639                                     flags, nodeid);
3640
3641         return ret;
3642 }
3643 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3644
3645 #ifdef CONFIG_TRACING
3646 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *cachep,
3647                                     gfp_t flags,
3648                                     int nodeid)
3649 {
3650         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3651                                   __builtin_return_address(0));
3652 }
3653 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
3654 #endif
3655
3656 static __always_inline void *
3657 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3658 {
3659         struct kmem_cache *cachep;
3660         void *ret;
3661
3662         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3663         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3664                 return cachep;
3665         ret = kmem_cache_alloc_node_notrace(cachep, flags, node);
3666
3667         trace_kmalloc_node((unsigned long) caller, ret,
3668                            size, cachep->buffer_size, flags, node);
3669
3670         return ret;
3671 }
3672
3673 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3674 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3675 {
3676         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3677                         __builtin_return_address(0));
3678 }
3679 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3680
3681 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3682                 int node, unsigned long caller)
3683 {
3684         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, (void *)caller);
3685 }
3686 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3687 #else
3688 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3689 {
3690         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3691 }
3692 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3693 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3694 #endif /* CONFIG_NUMA */
3695
3696 /**
3697  * __do_kmalloc - allocate memory
3698  * @size: how many bytes of memory are required.
3699  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3700  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3701  */
3702 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3703                                           void *caller)
3704 {
3705         struct kmem_cache *cachep;
3706         void *ret;
3707
3708         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3709          * __ with kmem_.
3710          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3711          * functions.
3712          */
3713         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3714         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3715                 return cachep;
3716         ret = __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3717
3718         trace_kmalloc((unsigned long) caller, ret,
3719                       size, cachep->buffer_size, flags);
3720
3721         return ret;
3722 }
3723
3724
3725 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3726 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3727 {
3728         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3729 }
3730 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3731
3732 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3733 {
3734         return __do_kmalloc(size, flags, (void *)caller);
3735 }
3736 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3737
3738 #else
3739 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3740 {
3741         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3742 }
3743 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3744 #endif
3745
3746 /**
3747  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3748  * @cachep: The cache the allocation was from.
3749  * @objp: The previously allocated object.
3750  *
3751  * Free an object which was previously allocated from this
3752  * cache.
3753  */
3754 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3755 {
3756         unsigned long flags;
3757
3758         local_irq_save(flags);
3759         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3760         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3761                 debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(cachep));
3762         __cache_free(cachep, objp);
3763         local_irq_restore(flags);
3764
3765         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3766 }
3767 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3768
3769 /**
3770  * kfree - free previously allocated memory
3771  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3772  *
3773  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3774  *
3775  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3776  * or you will run into trouble.
3777  */
3778 void kfree(const void *objp)
3779 {
3780         struct kmem_cache *c;
3781         unsigned long flags;
3782
3783         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3784
3785         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3786                 return;
3787         local_irq_save(flags);
3788         kfree_debugcheck(objp);
3789         c = virt_to_cache(objp);
3790         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3791         debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(c));
3792         __cache_free(c, (void *)objp);
3793         local_irq_restore(flags);
3794 }
3795 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3796
3797 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3798 {
3799         return obj_size(cachep);
3800 }
3801 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3802
3803 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3804 {
3805         return cachep->name;
3806 }
3807 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3808
3809 /*
3810  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3811  */
3812 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3813 {
3814         int node;
3815         struct kmem_list3 *l3;
3816         struct array_cache *new_shared;
3817         struct array_cache **new_alien = NULL;
3818
3819         for_each_online_node(node) {
3820
3821                 if (use_alien_caches) {
3822                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3823                         if (!new_alien)
3824                                 goto fail;
3825                 }
3826
3827                 new_shared = NULL;
3828                 if (cachep->shared) {
3829                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3830                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3831                                         0xbaadf00d, gfp);
3832                         if (!new_shared) {
3833                                 free_alien_cache(new_alien);
3834                                 goto fail;
3835                         }
3836                 }
3837
3838                 l3 = cachep->nodelists[node];
3839                 if (l3) {
3840                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3841
3842                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3843
3844                         if (shared)
3845                                 free_block(cachep, shared->entry,
3846                                                 shared->avail, node);
3847
3848                         l3->shared = new_shared;
3849                         if (!l3->alien) {
3850                                 l3->alien = new_alien;
3851                                 new_alien = NULL;
3852                         }
3853                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3854                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3855                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3856                         kfree(shared);
3857                         free_alien_cache(new_alien);
3858                         continue;
3859                 }
3860                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), gfp, node);
3861                 if (!l3) {
3862                         free_alien_cache(new_alien);
3863                         kfree(new_shared);
3864                         goto fail;
3865                 }
3866
3867                 kmem_list3_init(l3);
3868                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3869                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3870                 l3->shared = new_shared;
3871                 l3->alien = new_alien;
3872                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3873                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3874                 cachep->nodelists[node] = l3;
3875         }
3876         return 0;
3877
3878 fail:
3879         if (!cachep->next.next) {
3880                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3881                 node--;
3882                 while (node >= 0) {
3883                         if (cachep->nodelists[node]) {
3884                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3885
3886                                 kfree(l3->shared);
3887                                 free_alien_cache(l3->alien);
3888                                 kfree(l3);
3889                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3890                         }
3891                         node--;
3892                 }
3893         }
3894         return -ENOMEM;
3895 }
3896
3897 struct ccupdate_struct {
3898         struct kmem_cache *cachep;
3899         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3900 };
3901
3902 static void do_ccupdate_local(void *info)
3903 {
3904         struct ccupdate_struct *new = info;
3905         struct array_cache *old;
3906
3907         check_irq_off();
3908         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3909
3910         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3911         new->new[smp_processor_id()] = old;
3912 }
3913
3914 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3915 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3916                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3917 {
3918         struct ccupdate_struct *new;
3919         int i;
3920
3921         new = kzalloc(sizeof(*new), gfp);
3922         if (!new)
3923                 return -ENOMEM;
3924
3925         for_each_online_cpu(i) {
3926                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3927                                                 batchcount, gfp);
3928                 if (!new->new[i]) {
3929                         for (i--; i >= 0; i--)
3930                                 kfree(new->new[i]);
3931                         kfree(new);
3932                         return -ENOMEM;
3933                 }
3934         }
3935         new->cachep = cachep;
3936
3937         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3938
3939         check_irq_on();
3940         cachep->batchcount = batchcount;
3941         cachep->limit = limit;
3942         cachep->shared = shared;
3943
3944         for_each_online_cpu(i) {
3945                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3946                 if (!ccold)
3947                         continue;
3948                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3949                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3950                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3951                 kfree(ccold);
3952         }
3953         kfree(new);
3954         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
3955 }
3956
3957 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3958 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3959 {
3960         int err;
3961         int limit, shared;
3962
3963         /*
3964          * The head array serves three purposes:
3965          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3966          * - reduce the number of spinlock operations.
3967          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3968          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3969          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3970          * Bonwick.
3971          */
3972         if (cachep->buffer_size > 131072)
3973                 limit = 1;
3974         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3975                 limit = 8;
3976         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3977                 limit = 24;
3978         else if (cachep->buffer_size > 256)
3979                 limit = 54;
3980         else
3981                 limit = 120;
3982
3983         /*
3984          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3985          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3986          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3987          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3988          * replaces Bonwick's magazine layer.
3989          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3990          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3991          */
3992         shared = 0;
3993         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3994                 shared = 8;
3995
3996 #if DEBUG
3997         /*
3998          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3999          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4000          */
4001         if (limit > 32)
4002                 limit = 32;
4003 #endif
4004         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared, gfp);
4005         if (err)
4006                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4007                        cachep->name, -err);
4008         return err;
4009 }
4010
4011 /*
4012  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4013  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4014  * if drain_array() is used on the shared array.
4015  */
4016 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4017                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4018 {
4019         int tofree;
4020
4021         if (!ac || !ac->avail)
4022                 return;
4023         if (ac->touched && !force) {
4024                 ac->touched = 0;
4025         } else {
4026                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4027                 if (ac->avail) {
4028                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4029                         if (tofree > ac->avail)
4030                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4031                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4032                         ac->avail -= tofree;
4033                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4034                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4035                 }
4036                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4037         }
4038 }
4039
4040 /**
4041  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4042  * @w: work descriptor
4043  *
4044  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4045  * Purpose:
4046  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4047  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4048  *
4049  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4050  * again on the next iteration.
4051  */
4052 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4053 {
4054         struct kmem_cache *searchp;
4055         struct kmem_list3 *l3;
4056         int node = numa_node_id();
4057         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4058
4059         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4060                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4061                 goto out;
4062
4063         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4064                 check_irq_on();
4065
4066                 /*
4067                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4068                  * have established with reasonable certainty that
4069                  * we can do some work if the lock was obtained.
4070                  */
4071                 l3 = searchp->nodelists[node];
4072
4073                 reap_alien(searchp, l3);
4074
4075                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4076
4077                 /*
4078                  * These are racy checks but it does not matter
4079                  * if we skip one check or scan twice.
4080                  */
4081                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4082                         goto next;
4083
4084                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4085
4086                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4087
4088                 if (l3->free_touched)
4089                         l3->free_touched = 0;
4090                 else {
4091                         int freed;
4092
4093                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4094                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4095                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4096                 }
4097 next:
4098                 cond_resched();
4099         }
4100         check_irq_on();
4101         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4102         next_reap_node();
4103 out:
4104         /* Set up the next iteration */
4105         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4106 }
4107
4108 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4109
4110 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4111 {
4112         /*
4113          * Output format version, so at least we can change it
4114          * without _too_ many complaints.
4115          */
4116 #if STATS
4117         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4118 #else
4119         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4120 #endif
4121         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4122                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4123         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4124         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4125 #if STATS
4126         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4127                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4128         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4129 #endif
4130         seq_putc(m, '\n');
4131 }
4132
4133 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4134 {
4135         loff_t n = *pos;
4136
4137         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4138         if (!n)
4139                 print_slabinfo_header(m);
4140
4141         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4142 }
4143
4144 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4145 {
4146         return seq_list_next(p, &cache_chain, pos);
4147 }
4148
4149 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4150 {
4151         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4152 }
4153
4154 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4155 {
4156         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4157         struct slab *slabp;
4158         unsigned long active_objs;
4159         unsigned long num_objs;
4160         unsigned long active_slabs = 0;
4161         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4162         const char *name;
4163         char *error = NULL;
4164         int node;
4165         struct kmem_list3 *l3;
4166
4167         active_objs = 0;
4168         num_slabs = 0;
4169         for_each_online_node(node) {
4170                 l3 = cachep->nodelists[node];
4171                 if (!l3)
4172                         continue;
4173
4174                 check_irq_on();
4175                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4176
4177                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4178                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4179                                 error = "slabs_full accounting error";
4180                         active_objs += cachep->num;
4181                         active_slabs++;
4182                 }
4183                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4184                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4185                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4186                         if (!slabp->inuse && !error)
4187                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4188                         active_objs += slabp->inuse;
4189                         active_slabs++;
4190                 }
4191                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4192                         if (slabp->inuse && !error)
4193                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4194                         num_slabs++;
4195                 }
4196                 free_objects += l3->free_objects;
4197                 if (l3->shared)
4198                         shared_avail += l3->shared->avail;
4199
4200                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4201         }
4202         num_slabs += active_slabs;
4203         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4204         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4205                 error = "free_objects accounting error";
4206
4207         name = cachep->name;
4208         if (error)
4209                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4210
4211         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4212                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4213                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4214         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4215                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4216         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4217                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4218 #if STATS
4219         {                       /* list3 stats */
4220                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4221                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4222                 unsigned long grown = cachep->grown;
4223                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4224                 unsigned long errors = cachep->errors;
4225                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4226                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4227                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4228                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4229
4230                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4231                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4232                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4233                                 node_frees, overflows);
4234         }
4235         /* cpu stats */
4236         {
4237                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4238                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4239                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4240                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4241
4242                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4243                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4244         }
4245 #endif
4246         seq_putc(m, '\n');
4247         return 0;
4248 }
4249
4250 /*
4251  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4252  *
4253  * Output layout:
4254  * cache-name
4255  * num-active-objs
4256  * total-objs
4257  * object size
4258  * num-active-slabs
4259  * total-slabs
4260  * num-pages-per-slab
4261  * + further values on SMP and with statistics enabled
4262  */
4263
4264 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4265         .start = s_start,
4266         .next = s_next,
4267         .stop = s_stop,
4268         .show = s_show,
4269 };
4270
4271 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4272 /**
4273  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4274  * @file: unused
4275  * @buffer: user buffer
4276  * @count: data length
4277  * @ppos: unused
4278  */
4279 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4280                        size_t count, loff_t *ppos)
4281 {
4282         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4283         int limit, batchcount, shared, res;
4284         struct kmem_cache *cachep;
4285
4286         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4287                 return -EINVAL;
4288         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4289                 return -EFAULT;
4290         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4291
4292         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4293         if (!tmp)
4294                 return -EINVAL;
4295         *tmp = '\0';
4296         tmp++;
4297         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4298                 return -EINVAL;
4299
4300         /* Find the cache in the chain of caches. */
4301         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4302         res = -EINVAL;
4303         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4304                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4305                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4306                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4307                                 res = 0;
4308                         } else {
4309                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4310                                                        batchcount, shared,
4311                                                        GFP_KERNEL);
4312                         }
4313                         break;
4314                 }
4315         }
4316         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4317         if (res >= 0)
4318                 res = count;
4319         return res;
4320 }
4321
4322 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4323 {
4324         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4325 }
4326
4327 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4328         .open           = slabinfo_open,
4329         .read           = seq_read,
4330         .write          = slabinfo_write,
4331         .llseek         = seq_lseek,
4332         .release        = seq_release,
4333 };
4334
4335 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4336
4337 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4338 {
4339         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4340         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4341 }
4342
4343 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4344 {
4345         unsigned long *p;
4346         int l;
4347         if (!v)
4348                 return 1;
4349         l = n[1];
4350         p = n + 2;
4351         while (l) {
4352                 int i = l/2;
4353                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4354                 if (*q == v) {
4355                         q[1]++;
4356                         return 1;
4357                 }
4358                 if (*q > v) {
4359                         l = i;
4360                 } else {
4361                         p = q + 2;
4362                         l -= i + 1;
4363                 }
4364         }
4365         if (++n[1] == n[0])
4366                 return 0;
4367         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4368         p[0] = v;
4369         p[1] = 1;
4370         return 1;
4371 }
4372
4373 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4374 {
4375         void *p;
4376         int i;
4377         if (n[0] == n[1])
4378                 return;
4379         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4380                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4381                         continue;
4382                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4383                         return;
4384         }
4385 }
4386
4387 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4388 {
4389 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4390         unsigned long offset, size;
4391         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4392
4393         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4394                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4395                 if (modname[0])
4396                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4397                 return;
4398         }
4399 #endif
4400         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4401 }
4402
4403 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4404 {
4405         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4406         struct slab *slabp;
4407         struct kmem_list3 *l3;
4408         const char *name;
4409         unsigned long *n = m->private;
4410         int node;
4411         int i;
4412
4413         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4414                 return 0;
4415         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4416                 return 0;
4417
4418         /* OK, we can do it */
4419
4420         n[1] = 0;
4421
4422         for_each_online_node(node) {
4423                 l3 = cachep->nodelists[node];
4424                 if (!l3)
4425                         continue;
4426
4427                 check_irq_on();
4428                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4429
4430                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4431                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4432                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4433                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4434                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4435         }
4436         name = cachep->name;
4437         if (n[0] == n[1]) {
4438                 /* Increase the buffer size */
4439                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4440                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4441                 if (!m->private) {
4442                         /* Too bad, we are really out */
4443                         m->private = n;
4444                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4445                         return -ENOMEM;
4446                 }
4447                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4448                 kfree(n);
4449                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4450                 /* Now make sure this entry will be retried */
4451                 m->count = m->size;
4452                 return 0;
4453         }
4454         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4455                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4456                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4457                 seq_putc(m, '\n');
4458         }
4459
4460         return 0;
4461 }
4462
4463 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4464         .start = leaks_start,
4465         .next = s_next,
4466         .stop = s_stop,
4467         .show = leaks_show,
4468 };
4469
4470 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4471 {
4472         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4473         int ret = -ENOMEM;
4474         if (n) {
4475                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4476                 if (!ret) {
4477                         struct seq_file *m = file->private_data;
4478                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4479                         m->private = n;
4480                         n = NULL;
4481                 }
4482                 kfree(n);
4483         }
4484         return ret;
4485 }
4486
4487 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4488         .open           = slabstats_open,
4489         .read           = seq_read,
4490         .llseek         = seq_lseek,
4491         .release        = seq_release_private,
4492 };
4493 #endif
4494
4495 static int __init slab_proc_init(void)
4496 {
4497         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUGO,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4498 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4499         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4500 #endif
4501         return 0;
4502 }
4503 module_init(slab_proc_init);
4504 #endif
4505
4506 /**
4507  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4508  * @objp: Pointer to the object
4509  *
4510  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4511  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4512  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4513  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4514  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4515  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4516  * must not be freed during the duration of the call.
4517  */
4518 size_t ksize(const void *objp)
4519 {
4520         BUG_ON(!objp);
4521         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4522                 return 0;
4523
4524         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4525 }
4526 EXPORT_SYMBOL(ksize);