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