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