cpuset,mm: fix no node to alloc memory when changing cpuset's mems
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/kmemtrace.h>
106 #include        <linux/rcupdate.h>
107 #include        <linux/string.h>
108 #include        <linux/uaccess.h>
109 #include        <linux/nodemask.h>
110 #include        <linux/kmemleak.h>
111 #include        <linux/mempolicy.h>
112 #include        <linux/mutex.h>
113 #include        <linux/fault-inject.h>
114 #include        <linux/rtmutex.h>
115 #include        <linux/reciprocal_div.h>
116 #include        <linux/debugobjects.h>
117 #include        <linux/kmemcheck.h>
118 #include        <linux/memory.h>
119
120 #include        <asm/cacheflush.h>
121 #include        <asm/tlbflush.h>
122 #include        <asm/page.h>
123
124 /*
125  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
126  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
127  *
128  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
129  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
130  *
131  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
132  */
133
134 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
135 #define DEBUG           1
136 #define STATS           1
137 #define FORCED_DEBUG    1
138 #else
139 #define DEBUG           0
140 #define STATS           0
141 #define FORCED_DEBUG    0
142 #endif
143
144 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
145 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
146 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
147
148 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
149 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
150 #endif
151
152 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
153 #if DEBUG
154 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
155                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
156                          SLAB_CACHE_DMA | \
157                          SLAB_STORE_USER | \
158                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
159                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
160                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
161 #else
162 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
163                          SLAB_CACHE_DMA | \
164                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
165                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
166                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
167 #endif
168
169 /*
170  * kmem_bufctl_t:
171  *
172  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
173  * linked offsets.
174  *
175  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
176  * slab an object belongs to.
177  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
178  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
179  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
180  * that does not use off-slab slabs.
181  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
182  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
183  * to have too many per slab.
184  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
185  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
186  */
187
188 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
189 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
190 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
191 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
192 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
193
194 /*
195  * struct slab
196  *
197  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
198  * for a slab, or allocated from an general cache.
199  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
200  */
201 struct slab {
202         struct list_head list;
203         unsigned long colouroff;
204         void *s_mem;            /* including colour offset */
205         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
206         kmem_bufctl_t free;
207         unsigned short nodeid;
208 };
209
210 /*
211  * struct slab_rcu
212  *
213  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
214  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
215  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
216  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
217  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
218  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
219  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
220  *
221  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
222  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
223  *
224  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
225  */
226 struct slab_rcu {
227         struct rcu_head head;
228         struct kmem_cache *cachep;
229         void *addr;
230 };
231
232 /*
233  * struct array_cache
234  *
235  * Purpose:
236  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
237  * - reduce the number of linked list operations
238  * - reduce spinlock operations
239  *
240  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
241  * footprint.
242  *
243  */
244 struct array_cache {
245         unsigned int avail;
246         unsigned int limit;
247         unsigned int batchcount;
248         unsigned int touched;
249         spinlock_t lock;
250         void *entry[];  /*
251                          * Must have this definition in here for the proper
252                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
253                          * the entries.
254                          */
255 };
256
257 /*
258  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
259  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
260  */
261 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
262 struct arraycache_init {
263         struct array_cache cache;
264         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
265 };
266
267 /*
268  * The slab lists for all objects.
269  */
270 struct kmem_list3 {
271         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
272         struct list_head slabs_full;
273         struct list_head slabs_free;
274         unsigned long free_objects;
275         unsigned int free_limit;
276         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
277         spinlock_t list_lock;
278         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
279         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
280         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
281         int free_touched;               /* updated without locking */
282 };
283
284 /*
285  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
286  */
287 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
288 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
289 #define CACHE_CACHE 0
290 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
291 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
292
293 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
294                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
295 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
296                         int node);
297 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
298 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
299
300 /*
301  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
302  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
303  */
304 static __always_inline int index_of(const size_t size)
305 {
306         extern void __bad_size(void);
307
308         if (__builtin_constant_p(size)) {
309                 int i = 0;
310
311 #define CACHE(x) \
312         if (size <=x) \
313                 return i; \
314         else \
315                 i++;
316 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
317 #undef CACHE
318                 __bad_size();
319         } else
320                 __bad_size();
321         return 0;
322 }
323
324 static int slab_early_init = 1;
325
326 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
327 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
328
329 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
330 {
331         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
332         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
333         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
334         parent->shared = NULL;
335         parent->alien = NULL;
336         parent->colour_next = 0;
337         spin_lock_init(&parent->list_lock);
338         parent->free_objects = 0;
339         parent->free_touched = 0;
340 }
341
342 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
343         do {                                                            \
344                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
345                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
346         } while (0)
347
348 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
349         do {                                                            \
350         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
351         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
352         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
353         } while (0)
354
355 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
356 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
357
358 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
359 /*
360  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
361  * cpucache drain/refill cycles.
362  *
363  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
364  * which could lock up otherwise freeable slabs.
365  */
366 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
367 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
368
369 #if STATS
370 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
371 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
372 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
373 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
374 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
375 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
376         do {                                                            \
377                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
378                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
379         } while (0)
380 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
381 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
382 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
383 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
384 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
385         do {                                                            \
386                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
387                         (x)->max_freeable = i;                          \
388         } while (0)
389 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
390 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
391 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
392 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
393 #else
394 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
395 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
396 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
397 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
398 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
399 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
400 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
401 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
402 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
403 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
404 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
405 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
406 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
407 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
408 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
409 #endif
410
411 #if DEBUG
412
413 /*
414  * memory layout of objects:
415  * 0            : objp
416  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
417  *              the end of an object is aligned with the end of the real
418  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
419  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
420  *              redzone word.
421  * cachep->obj_offset: The real object.
422  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
423  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
424  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
425  */
426 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
427 {
428         return cachep->obj_offset;
429 }
430
431 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
432 {
433         return cachep->obj_size;
434 }
435
436 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
437 {
438         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
439         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
440                                       sizeof(unsigned long long));
441 }
442
443 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
444 {
445         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
446         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
447                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
448                                               sizeof(unsigned long long) -
449                                               REDZONE_ALIGN);
450         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
451                                        sizeof(unsigned long long));
452 }
453
454 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
455 {
456         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
457         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
458 }
459
460 #else
461
462 #define obj_offset(x)                   0
463 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
464 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
465 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
466 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
467
468 #endif
469
470 #ifdef CONFIG_TRACING
471 size_t slab_buffer_size(struct kmem_cache *cachep)
472 {
473         return cachep->buffer_size;
474 }
475 EXPORT_SYMBOL(slab_buffer_size);
476 #endif
477
478 /*
479  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
480  */
481 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
482 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
483 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
484
485 /*
486  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
487  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
488  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
489  */
490 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
491 {
492         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
493 }
494
495 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
496 {
497         page = compound_head(page);
498         BUG_ON(!PageSlab(page));
499         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
500 }
501
502 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
503 {
504         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
505 }
506
507 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
508 {
509         BUG_ON(!PageSlab(page));
510         return (struct slab *)page->lru.prev;
511 }
512
513 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
514 {
515         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
516         return page_get_cache(page);
517 }
518
519 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
520 {
521         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
522         return page_get_slab(page);
523 }
524
525 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
526                                  unsigned int idx)
527 {
528         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
529 }
530
531 /*
532  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
533  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
534  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
535  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
536  */
537 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
538                                         const struct slab *slab, void *obj)
539 {
540         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
541         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
542 }
543
544 /*
545  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
546  */
547 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
548 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
549 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
550         CACHE(ULONG_MAX)
551 #undef CACHE
552 };
553 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
554
555 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
556 struct cache_names {
557         char *name;
558         char *name_dma;
559 };
560
561 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
562 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
563 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
564         {NULL,}
565 #undef CACHE
566 };
567
568 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
569     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
570 static struct arraycache_init initarray_generic =
571     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
572
573 /* internal cache of cache description objs */
574 static struct kmem_cache cache_cache = {
575         .batchcount = 1,
576         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
577         .shared = 1,
578         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
579         .name = "kmem_cache",
580 };
581
582 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
583
584 /*
585  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
586  * until the general caches are up.
587  */
588 static enum {
589         NONE,
590         PARTIAL_AC,
591         PARTIAL_L3,
592         EARLY,
593         FULL
594 } g_cpucache_up;
595
596 /*
597  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
598  */
599 int slab_is_available(void)
600 {
601         return g_cpucache_up >= EARLY;
602 }
603
604 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
605
606 /*
607  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
608  * for other slabs "off slab".
609  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
610  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
611  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
612  *
613  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
614  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
615  * then comes back up during hotplug
616  */
617 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
618 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
619
620 static void init_node_lock_keys(int q)
621 {
622         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
623
624         if (g_cpucache_up != FULL)
625                 return;
626
627         for (s = malloc_sizes; s->cs_size != ULONG_MAX; s++) {
628                 struct array_cache **alc;
629                 struct kmem_list3 *l3;
630                 int r;
631
632                 l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
633                 if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
634                         continue;
635                 lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
636                 alc = l3->alien;
637                 /*
638                  * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
639                  * should go away when common slab code is taught to
640                  * work even without alien caches.
641                  * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
642                  * for alloc_alien_cache,
643                  */
644                 if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
645                         continue;
646                 for_each_node(r) {
647                         if (alc[r])
648                                 lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
649                                         &on_slab_alc_key);
650                 }
651         }
652 }
653
654 static inline void init_lock_keys(void)
655 {
656         int node;
657
658         for_each_node(node)
659                 init_node_lock_keys(node);
660 }
661 #else
662 static void init_node_lock_keys(int q)
663 {
664 }
665
666 static inline void init_lock_keys(void)
667 {
668 }
669 #endif
670
671 /*
672  * Guard access to the cache-chain.
673  */
674 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
675 static struct list_head cache_chain;
676
677 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
678
679 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
680 {
681         return cachep->array[smp_processor_id()];
682 }
683
684 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
685                                                         gfp_t gfpflags)
686 {
687         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
688
689 #if DEBUG
690         /* This happens if someone tries to call
691          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
692          * the generic caches are initialized.
693          */
694         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
695 #endif
696         if (!size)
697                 return ZERO_SIZE_PTR;
698
699         while (size > csizep->cs_size)
700                 csizep++;
701
702         /*
703          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
704          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
705          * for large kmalloc calls required.
706          */
707 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
708         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
709                 return csizep->cs_dmacachep;
710 #endif
711         return csizep->cs_cachep;
712 }
713
714 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
715 {
716         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
717 }
718
719 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
720 {
721         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
722 }
723
724 /*
725  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
726  */
727 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
728                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
729                            unsigned int *num)
730 {
731         int nr_objs;
732         size_t mgmt_size;
733         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
734
735         /*
736          * The slab management structure can be either off the slab or
737          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
738          * slab is used for:
739          *
740          * - The struct slab
741          * - One kmem_bufctl_t for each object
742          * - Padding to respect alignment of @align
743          * - @buffer_size bytes for each object
744          *
745          * If the slab management structure is off the slab, then the
746          * alignment will already be calculated into the size. Because
747          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
748          * correct alignment when allocated.
749          */
750         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
751                 mgmt_size = 0;
752                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
753
754                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
755                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
756         } else {
757                 /*
758                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
759                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
760                  * least @align. In the worst case, this result will
761                  * be one greater than the number of objects that fit
762                  * into the memory allocation when taking the padding
763                  * into account.
764                  */
765                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
766                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
767
768                 /*
769                  * This calculated number will be either the right
770                  * amount, or one greater than what we want.
771                  */
772                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
773                        > slab_size)
774                         nr_objs--;
775
776                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
777                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
778
779                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
780         }
781         *num = nr_objs;
782         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
783 }
784
785 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
786
787 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
788                         char *msg)
789 {
790         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
791                function, cachep->name, msg);
792         dump_stack();
793 }
794
795 /*
796  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
797  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
798  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
799  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
800  * line
801   */
802
803 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
804 static int __init noaliencache_setup(char *s)
805 {
806         use_alien_caches = 0;
807         return 1;
808 }
809 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
810
811 #ifdef CONFIG_NUMA
812 /*
813  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
814  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
815  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
816  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
817  */
818 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
819
820 static void init_reap_node(int cpu)
821 {
822         int node;
823
824         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
825         if (node == MAX_NUMNODES)
826                 node = first_node(node_online_map);
827
828         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
829 }
830
831 static void next_reap_node(void)
832 {
833         int node = __get_cpu_var(slab_reap_node);
834
835         node = next_node(node, node_online_map);
836         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
837                 node = first_node(node_online_map);
838         __get_cpu_var(slab_reap_node) = node;
839 }
840
841 #else
842 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
843 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
844 #endif
845
846 /*
847  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
848  * via the workqueue/eventd.
849  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
850  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
851  * lock.
852  */
853 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
854 {
855         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
856
857         /*
858          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
859          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
860          * at that time.
861          */
862         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
863                 init_reap_node(cpu);
864                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
865                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
866                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
867         }
868 }
869
870 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
871                                             int batchcount, gfp_t gfp)
872 {
873         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
874         struct array_cache *nc = NULL;
875
876         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
877         /*
878          * The array_cache structures contain pointers to free object.
879          * However, when such objects are allocated or transfered to another
880          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
881          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
882          * not scan such objects.
883          */
884         kmemleak_no_scan(nc);
885         if (nc) {
886                 nc->avail = 0;
887                 nc->limit = entries;
888                 nc->batchcount = batchcount;
889                 nc->touched = 0;
890                 spin_lock_init(&nc->lock);
891         }
892         return nc;
893 }
894
895 /*
896  * Transfer objects in one arraycache to another.
897  * Locking must be handled by the caller.
898  *
899  * Return the number of entries transferred.
900  */
901 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
902                 struct array_cache *from, unsigned int max)
903 {
904         /* Figure out how many entries to transfer */
905         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
906
907         if (!nr)
908                 return 0;
909
910         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
911                         sizeof(void *) *nr);
912
913         from->avail -= nr;
914         to->avail += nr;
915         return nr;
916 }
917
918 #ifndef CONFIG_NUMA
919
920 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
921 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
922
923 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
924 {
925         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
926 }
927
928 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
929 {
930 }
931
932 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
933 {
934         return 0;
935 }
936
937 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
938                 gfp_t flags)
939 {
940         return NULL;
941 }
942
943 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
944                  gfp_t flags, int nodeid)
945 {
946         return NULL;
947 }
948
949 #else   /* CONFIG_NUMA */
950
951 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
952 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
953
954 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
955 {
956         struct array_cache **ac_ptr;
957         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
958         int i;
959
960         if (limit > 1)
961                 limit = 12;
962         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
963         if (ac_ptr) {
964                 for_each_node(i) {
965                         if (i == node || !node_online(i))
966                                 continue;
967                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
968                         if (!ac_ptr[i]) {
969                                 for (i--; i >= 0; i--)
970                                         kfree(ac_ptr[i]);
971                                 kfree(ac_ptr);
972                                 return NULL;
973                         }
974                 }
975         }
976         return ac_ptr;
977 }
978
979 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
980 {
981         int i;
982
983         if (!ac_ptr)
984                 return;
985         for_each_node(i)
986             kfree(ac_ptr[i]);
987         kfree(ac_ptr);
988 }
989
990 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
991                                 struct array_cache *ac, int node)
992 {
993         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
994
995         if (ac->avail) {
996                 spin_lock(&rl3->list_lock);
997                 /*
998                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
999                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1000                  * into the free lists and getting them back later.
1001                  */
1002                 if (rl3->shared)
1003                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1004
1005                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1006                 ac->avail = 0;
1007                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1008         }
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1013  */
1014 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1015 {
1016         int node = __get_cpu_var(slab_reap_node);
1017
1018         if (l3->alien) {
1019                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1020
1021                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1022                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1023                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1024                 }
1025         }
1026 }
1027
1028 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1029                                 struct array_cache **alien)
1030 {
1031         int i = 0;
1032         struct array_cache *ac;
1033         unsigned long flags;
1034
1035         for_each_online_node(i) {
1036                 ac = alien[i];
1037                 if (ac) {
1038                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1039                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1040                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1041                 }
1042         }
1043 }
1044
1045 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1046 {
1047         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1048         int nodeid = slabp->nodeid;
1049         struct kmem_list3 *l3;
1050         struct array_cache *alien = NULL;
1051         int node;
1052
1053         node = numa_node_id();
1054
1055         /*
1056          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1057          * cache on this cpu.
1058          */
1059         if (likely(slabp->nodeid == node))
1060                 return 0;
1061
1062         l3 = cachep->nodelists[node];
1063         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1064         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1065                 alien = l3->alien[nodeid];
1066                 spin_lock(&alien->lock);
1067                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1068                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1069                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1070                 }
1071                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1072                 spin_unlock(&alien->lock);
1073         } else {
1074                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1075                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1076                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1077         }
1078         return 1;
1079 }
1080 #endif
1081
1082 /*
1083  * Allocates and initializes nodelists for a node on each slab cache, used for
1084  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_list3
1085  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1086  * When hotplugging memory or a cpu, existing nodelists are not replaced if
1087  * already in use.
1088  *
1089  * Must hold cache_chain_mutex.
1090  */
1091 static int init_cache_nodelists_node(int node)
1092 {
1093         struct kmem_cache *cachep;
1094         struct kmem_list3 *l3;
1095         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1096
1097         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1098                 /*
1099                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1100                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1101                  * node has not already allocated this
1102                  */
1103                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1104                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1105                         if (!l3)
1106                                 return -ENOMEM;
1107                         kmem_list3_init(l3);
1108                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1109                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1110
1111                         /*
1112                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1113                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1114                          * protection here.
1115                          */
1116                         cachep->nodelists[node] = l3;
1117                 }
1118
1119                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1120                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1121                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1122                         cachep->batchcount + cachep->num;
1123                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1124         }
1125         return 0;
1126 }
1127
1128 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1129 {
1130         struct kmem_cache *cachep;
1131         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1132         int node = cpu_to_node(cpu);
1133         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1134
1135         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1136                 struct array_cache *nc;
1137                 struct array_cache *shared;
1138                 struct array_cache **alien;
1139
1140                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1141                 nc = cachep->array[cpu];
1142                 cachep->array[cpu] = NULL;
1143                 l3 = cachep->nodelists[node];
1144
1145                 if (!l3)
1146                         goto free_array_cache;
1147
1148                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1149
1150                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1151                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1152                 if (nc)
1153                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1154
1155                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1156                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1157                         goto free_array_cache;
1158                 }
1159
1160                 shared = l3->shared;
1161                 if (shared) {
1162                         free_block(cachep, shared->entry,
1163                                    shared->avail, node);
1164                         l3->shared = NULL;
1165                 }
1166
1167                 alien = l3->alien;
1168                 l3->alien = NULL;
1169
1170                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1171
1172                 kfree(shared);
1173                 if (alien) {
1174                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1175                         free_alien_cache(alien);
1176                 }
1177 free_array_cache:
1178                 kfree(nc);
1179         }
1180         /*
1181          * In the previous loop, all the objects were freed to
1182          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1183          * shrink each nodelist to its limit.
1184          */
1185         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1186                 l3 = cachep->nodelists[node];
1187                 if (!l3)
1188                         continue;
1189                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1190         }
1191 }
1192
1193 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1194 {
1195         struct kmem_cache *cachep;
1196         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1197         int node = cpu_to_node(cpu);
1198         int err;
1199
1200         /*
1201          * We need to do this right in the beginning since
1202          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1203          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1204          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1205          */
1206         err = init_cache_nodelists_node(node);
1207         if (err < 0)
1208                 goto bad;
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, GFP_KERNEL);
1221                 if (!nc)
1222                         goto bad;
1223                 if (cachep->shared) {
1224                         shared = alloc_arraycache(node,
1225                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1226                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1227                         if (!shared) {
1228                                 kfree(nc);
1229                                 goto bad;
1230                         }
1231                 }
1232                 if (use_alien_caches) {
1233                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1234                         if (!alien) {
1235                                 kfree(shared);
1236                                 kfree(nc);
1237                                 goto bad;
1238                         }
1239                 }
1240                 cachep->array[cpu] = nc;
1241                 l3 = cachep->nodelists[node];
1242                 BUG_ON(!l3);
1243
1244                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1245                 if (!l3->shared) {
1246                         /*
1247                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1248                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1249                          */
1250                         l3->shared = shared;
1251                         shared = NULL;
1252                 }
1253 #ifdef CONFIG_NUMA
1254                 if (!l3->alien) {
1255                         l3->alien = alien;
1256                         alien = NULL;
1257                 }
1258 #endif
1259                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1260                 kfree(shared);
1261                 free_alien_cache(alien);
1262         }
1263         init_node_lock_keys(node);
1264
1265         return 0;
1266 bad:
1267         cpuup_canceled(cpu);
1268         return -ENOMEM;
1269 }
1270
1271 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1272                                     unsigned long action, void *hcpu)
1273 {
1274         long cpu = (long)hcpu;
1275         int err = 0;
1276
1277         switch (action) {
1278         case CPU_UP_PREPARE:
1279         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1280                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1281                 err = cpuup_prepare(cpu);
1282                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1283                 break;
1284         case CPU_ONLINE:
1285         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1286                 start_cpu_timer(cpu);
1287                 break;
1288 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1289         case CPU_DOWN_PREPARE:
1290         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1291                 /*
1292                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1293                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1294                  * anything expensive but will only modify reap_work
1295                  * and reschedule the timer.
1296                 */
1297                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1298                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1299                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1300                 break;
1301         case CPU_DOWN_FAILED:
1302         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1303                 start_cpu_timer(cpu);
1304                 break;
1305         case CPU_DEAD:
1306         case CPU_DEAD_FROZEN:
1307                 /*
1308                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1309                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1310                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1311                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1312                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1313                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1314                  */
1315                 /* fall through */
1316 #endif
1317         case CPU_UP_CANCELED:
1318         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1319                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1320                 cpuup_canceled(cpu);
1321                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1322                 break;
1323         }
1324         return err ? NOTIFY_BAD : NOTIFY_OK;
1325 }
1326
1327 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1328         &cpuup_callback, NULL, 0
1329 };
1330
1331 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1332 /*
1333  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1334  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1335  * removed.
1336  *
1337  * Must hold cache_chain_mutex.
1338  */
1339 static int __meminit drain_cache_nodelists_node(int node)
1340 {
1341         struct kmem_cache *cachep;
1342         int ret = 0;
1343
1344         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1345                 struct kmem_list3 *l3;
1346
1347                 l3 = cachep->nodelists[node];
1348                 if (!l3)
1349                         continue;
1350
1351                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1352
1353                 if (!list_empty(&l3->slabs_full) ||
1354                     !list_empty(&l3->slabs_partial)) {
1355                         ret = -EBUSY;
1356                         break;
1357                 }
1358         }
1359         return ret;
1360 }
1361
1362 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1363                                         unsigned long action, void *arg)
1364 {
1365         struct memory_notify *mnb = arg;
1366         int ret = 0;
1367         int nid;
1368
1369         nid = mnb->status_change_nid;
1370         if (nid < 0)
1371                 goto out;
1372
1373         switch (action) {
1374         case MEM_GOING_ONLINE:
1375                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1376                 ret = init_cache_nodelists_node(nid);
1377                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1378                 break;
1379         case MEM_GOING_OFFLINE:
1380                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1381                 ret = drain_cache_nodelists_node(nid);
1382                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1383                 break;
1384         case MEM_ONLINE:
1385         case MEM_OFFLINE:
1386         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1387         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1388                 break;
1389         }
1390 out:
1391         return ret ? notifier_from_errno(ret) : NOTIFY_OK;
1392 }
1393 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1394
1395 /*
1396  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1397  */
1398 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1399                                 int nodeid)
1400 {
1401         struct kmem_list3 *ptr;
1402
1403         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1404         BUG_ON(!ptr);
1405
1406         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1407         /*
1408          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1409          */
1410         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1411
1412         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1413         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1414 }
1415
1416 /*
1417  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1418  * size of kmem_list3.
1419  */
1420 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1421 {
1422         int node;
1423
1424         for_each_online_node(node) {
1425                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1426                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1427                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1428                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1429         }
1430 }
1431
1432 /*
1433  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1434  * before smp_init().
1435  */
1436 void __init kmem_cache_init(void)
1437 {
1438         size_t left_over;
1439         struct cache_sizes *sizes;
1440         struct cache_names *names;
1441         int i;
1442         int order;
1443         int node;
1444
1445         if (num_possible_nodes() == 1)
1446                 use_alien_caches = 0;
1447
1448         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1449                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1450                 if (i < MAX_NUMNODES)
1451                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1452         }
1453         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1454
1455         /*
1456          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1457          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1458          */
1459         if (totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1460                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1461
1462         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1463          * from caches that do not exist yet:
1464          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1465          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1466          *    cache_cache is statically allocated.
1467          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1468          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1469          *    array at the end of the bootstrap.
1470          * 2) Create the first kmalloc cache.
1471          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1472          *    An __init data area is used for the head array.
1473          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1474          *    head arrays.
1475          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1476          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1477          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1478          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1479          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1480          */
1481
1482         node = numa_node_id();
1483
1484         /* 1) create the cache_cache */
1485         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1486         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1487         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1488         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1489         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1490
1491         /*
1492          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1493          * can be less than MAX_NUMNODES.
1494          */
1495         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1496                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1497 #if DEBUG
1498         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1499 #endif
1500         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1501                                         cache_line_size());
1502         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1503                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1504
1505         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1506                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1507                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1508                 if (cache_cache.num)
1509                         break;
1510         }
1511         BUG_ON(!cache_cache.num);
1512         cache_cache.gfporder = order;
1513         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1514         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1515                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1516
1517         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1518         sizes = malloc_sizes;
1519         names = cache_names;
1520
1521         /*
1522          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1523          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1524          * bug.
1525          */
1526
1527         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1528                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1529                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1530                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1531                                         NULL);
1532
1533         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1534                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1535                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1536                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1537                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1538                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1539                                 NULL);
1540         }
1541
1542         slab_early_init = 0;
1543
1544         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1545                 /*
1546                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1547                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1548                  * eliminates "false sharing".
1549                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1550                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1551                  */
1552                 if (!sizes->cs_cachep) {
1553                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1554                                         sizes->cs_size,
1555                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1556                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1557                                         NULL);
1558                 }
1559 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1560                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1561                                         names->name_dma,
1562                                         sizes->cs_size,
1563                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1564                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1565                                                 SLAB_PANIC,
1566                                         NULL);
1567 #endif
1568                 sizes++;
1569                 names++;
1570         }
1571         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1572         {
1573                 struct array_cache *ptr;
1574
1575                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1576
1577                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1578                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1579                        sizeof(struct arraycache_init));
1580                 /*
1581                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1582                  */
1583                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1584
1585                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1586
1587                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1588
1589                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1590                        != &initarray_generic.cache);
1591                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1592                        sizeof(struct arraycache_init));
1593                 /*
1594                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1595                  */
1596                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1597
1598                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1599                     ptr;
1600         }
1601         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1602         {
1603                 int nid;
1604
1605                 for_each_online_node(nid) {
1606                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1607
1608                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1609                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1610
1611                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1612                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1613                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1614                         }
1615                 }
1616         }
1617
1618         g_cpucache_up = EARLY;
1619 }
1620
1621 void __init kmem_cache_init_late(void)
1622 {
1623         struct kmem_cache *cachep;
1624
1625         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1626         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1627         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1628                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1629                         BUG();
1630         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1631
1632         /* Done! */
1633         g_cpucache_up = FULL;
1634
1635         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1636         init_lock_keys();
1637
1638         /*
1639          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1640          * cpu_cache_get for all new cpus
1641          */
1642         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1643
1644 #ifdef CONFIG_NUMA
1645         /*
1646          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1647          * nodelists.
1648          */
1649         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1650 #endif
1651
1652         /*
1653          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1654          * of the kernel is not yet operational.
1655          */
1656 }
1657
1658 static int __init cpucache_init(void)
1659 {
1660         int cpu;
1661
1662         /*
1663          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1664          */
1665         for_each_online_cpu(cpu)
1666                 start_cpu_timer(cpu);
1667         return 0;
1668 }
1669 __initcall(cpucache_init);
1670
1671 /*
1672  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1673  *
1674  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1675  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1676  * would be relatively rare and ignorable.
1677  */
1678 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1679 {
1680         struct page *page;
1681         int nr_pages;
1682         int i;
1683
1684 #ifndef CONFIG_MMU
1685         /*
1686          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1687          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1688          */
1689         flags |= __GFP_COMP;
1690 #endif
1691
1692         flags |= cachep->gfpflags;
1693         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1694                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1695
1696         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1697         if (!page)
1698                 return NULL;
1699
1700         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1701         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1702                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1703                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1704         else
1705                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1706                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1707         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1708                 __SetPageSlab(page + i);
1709
1710         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1711                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1712
1713                 if (cachep->ctor)
1714                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1715                 else
1716                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1717         }
1718
1719         return page_address(page);
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Interface to system's page release.
1724  */
1725 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1726 {
1727         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1728         struct page *page = virt_to_page(addr);
1729         const unsigned long nr_freed = i;
1730
1731         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1732
1733         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1734                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1735                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1736         else
1737                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1738                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1739         while (i--) {
1740                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1741                 __ClearPageSlab(page);
1742                 page++;
1743         }
1744         if (current->reclaim_state)
1745                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1746         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1747 }
1748
1749 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1750 {
1751         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1752         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1753
1754         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1755         if (OFF_SLAB(cachep))
1756                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1757 }
1758
1759 #if DEBUG
1760
1761 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1762 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1763                             unsigned long caller)
1764 {
1765         int size = obj_size(cachep);
1766
1767         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1768
1769         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1770                 return;
1771
1772         *addr++ = 0x12345678;
1773         *addr++ = caller;
1774         *addr++ = smp_processor_id();
1775         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1776         {
1777                 unsigned long *sptr = &caller;
1778                 unsigned long svalue;
1779
1780                 while (!kstack_end(sptr)) {
1781                         svalue = *sptr++;
1782                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1783                                 *addr++ = svalue;
1784                                 size -= sizeof(unsigned long);
1785                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1786                                         break;
1787                         }
1788                 }
1789
1790         }
1791         *addr++ = 0x87654321;
1792 }
1793 #endif
1794
1795 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1796 {
1797         int size = obj_size(cachep);
1798         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1799
1800         memset(addr, val, size);
1801         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1802 }
1803
1804 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1805 {
1806         int i;
1807         unsigned char error = 0;
1808         int bad_count = 0;
1809
1810         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1811         for (i = 0; i < limit; i++) {
1812                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1813                         error = data[offset + i];
1814                         bad_count++;
1815                 }
1816                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1817         }
1818         printk("\n");
1819
1820         if (bad_count == 1) {
1821                 error ^= POISON_FREE;
1822                 if (!(error & (error - 1))) {
1823                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1824                                         "bad RAM.\n");
1825 #ifdef CONFIG_X86
1826                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1827                                         "test tool.\n");
1828 #else
1829                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1830 #endif
1831                 }
1832         }
1833 }
1834 #endif
1835
1836 #if DEBUG
1837
1838 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1839 {
1840         int i, size;
1841         char *realobj;
1842
1843         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1844                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1845                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1846                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1847         }
1848
1849         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1850                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1851                         *dbg_userword(cachep, objp));
1852                 print_symbol("(%s)",
1853                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1854                 printk("\n");
1855         }
1856         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1857         size = obj_size(cachep);
1858         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1859                 int limit;
1860                 limit = 16;
1861                 if (i + limit > size)
1862                         limit = size - i;
1863                 dump_line(realobj, i, limit);
1864         }
1865 }
1866
1867 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1868 {
1869         char *realobj;
1870         int size, i;
1871         int lines = 0;
1872
1873         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1874         size = obj_size(cachep);
1875
1876         for (i = 0; i < size; i++) {
1877                 char exp = POISON_FREE;
1878                 if (i == size - 1)
1879                         exp = POISON_END;
1880                 if (realobj[i] != exp) {
1881                         int limit;
1882                         /* Mismatch ! */
1883                         /* Print header */
1884                         if (lines == 0) {
1885                                 printk(KERN_ERR
1886                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1887                                         cachep->name, realobj, size);
1888                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1889                         }
1890                         /* Hexdump the affected line */
1891                         i = (i / 16) * 16;
1892                         limit = 16;
1893                         if (i + limit > size)
1894                                 limit = size - i;
1895                         dump_line(realobj, i, limit);
1896                         i += 16;
1897                         lines++;
1898                         /* Limit to 5 lines */
1899                         if (lines > 5)
1900                                 break;
1901                 }
1902         }
1903         if (lines != 0) {
1904                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1905                  * exist:
1906                  */
1907                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1908                 unsigned int objnr;
1909
1910                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1911                 if (objnr) {
1912                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1913                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1914                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1915                                realobj, size);
1916                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1917                 }
1918                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1919                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1920                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1921                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1922                                realobj, size);
1923                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1924                 }
1925         }
1926 }
1927 #endif
1928
1929 #if DEBUG
1930 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1931 {
1932         int i;
1933         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1934                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1935
1936                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1937 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1938                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1939                                         OFF_SLAB(cachep))
1940                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1941                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1942                         else
1943                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1944 #else
1945                         check_poison_obj(cachep, objp);
1946 #endif
1947                 }
1948                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1949                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1950                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1951                                            "was overwritten");
1952                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1953                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1954                                            "was overwritten");
1955                 }
1956         }
1957 }
1958 #else
1959 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1960 {
1961 }
1962 #endif
1963
1964 /**
1965  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1966  * @cachep: cache pointer being destroyed
1967  * @slabp: slab pointer being destroyed
1968  *
1969  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1970  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1971  * cache-lock is not held/needed.
1972  */
1973 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1974 {
1975         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1976
1977         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
1978         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1979                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1980
1981                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1982                 slab_rcu->cachep = cachep;
1983                 slab_rcu->addr = addr;
1984                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1985         } else {
1986                 kmem_freepages(cachep, addr);
1987                 if (OFF_SLAB(cachep))
1988                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1989         }
1990 }
1991
1992 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1993 {
1994         int i;
1995         struct kmem_list3 *l3;
1996
1997         for_each_online_cpu(i)
1998             kfree(cachep->array[i]);
1999
2000         /* NUMA: free the list3 structures */
2001         for_each_online_node(i) {
2002                 l3 = cachep->nodelists[i];
2003                 if (l3) {
2004                         kfree(l3->shared);
2005                         free_alien_cache(l3->alien);
2006                         kfree(l3);
2007                 }
2008         }
2009         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2010 }
2011
2012
2013 /**
2014  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2015  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2016  * @size: size of objects to be created in this cache.
2017  * @align: required alignment for the objects.
2018  * @flags: slab allocation flags
2019  *
2020  * Also calculates the number of objects per slab.
2021  *
2022  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2023  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2024  * towards high-order requests, this should be changed.
2025  */
2026 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2027                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2028 {
2029         unsigned long offslab_limit;
2030         size_t left_over = 0;
2031         int gfporder;
2032
2033         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2034                 unsigned int num;
2035                 size_t remainder;
2036
2037                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2038                 if (!num)
2039                         continue;
2040
2041                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2042                         /*
2043                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2044                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2045                          * looping condition in cache_grow().
2046                          */
2047                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2048                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2049
2050                         if (num > offslab_limit)
2051                                 break;
2052                 }
2053
2054                 /* Found something acceptable - save it away */
2055                 cachep->num = num;
2056                 cachep->gfporder = gfporder;
2057                 left_over = remainder;
2058
2059                 /*
2060                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2061                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2062                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2063                  */
2064                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2065                         break;
2066
2067                 /*
2068                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2069                  * currently bad for the gfp()s.
2070                  */
2071                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2072                         break;
2073
2074                 /*
2075                  * Acceptable internal fragmentation?
2076                  */
2077                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2078                         break;
2079         }
2080         return left_over;
2081 }
2082
2083 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2084 {
2085         if (g_cpucache_up == FULL)
2086                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2087
2088         if (g_cpucache_up == NONE) {
2089                 /*
2090                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2091                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2092                  * further caches will BUG().
2093                  */
2094                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2095
2096                 /*
2097                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2098                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2099                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2100                  */
2101                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2102                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2103                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2104                 else
2105                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2106         } else {
2107                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2108                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2109
2110                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2111                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2112                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2113                 } else {
2114                         int node;
2115                         for_each_online_node(node) {
2116                                 cachep->nodelists[node] =
2117                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2118                                                 gfp, node);
2119                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2120                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2121                         }
2122                 }
2123         }
2124         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2125                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2126                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2127
2128         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2129         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2130         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2131         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2132         cachep->batchcount = 1;
2133         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2134         return 0;
2135 }
2136
2137 /**
2138  * kmem_cache_create - Create a cache.
2139  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2140  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2141  * @align: The required alignment for the objects.
2142  * @flags: SLAB flags
2143  * @ctor: A constructor for the objects.
2144  *
2145  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2146  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2147  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2148  *
2149  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2150  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2151  * Note that kmem_cache_name() is not guaranteed to return the same pointer,
2152  * therefore applications must manage it themselves.
2153  *
2154  * The flags are
2155  *
2156  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2157  * to catch references to uninitialised memory.
2158  *
2159  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2160  * for buffer overruns.
2161  *
2162  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2163  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2164  * as davem.
2165  */
2166 struct kmem_cache *
2167 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2168         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2169 {
2170         size_t left_over, slab_size, ralign;
2171         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2172         gfp_t gfp;
2173
2174         /*
2175          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2176          */
2177         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2178             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2179                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __func__,
2180                                 name);
2181                 BUG();
2182         }
2183
2184         /*
2185          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2186          * cpu_online_mask as well.  Please see cpuup_callback
2187          */
2188         if (slab_is_available()) {
2189                 get_online_cpus();
2190                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2191         }
2192
2193         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2194                 char tmp;
2195                 int res;
2196
2197                 /*
2198                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2199                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2200                  * area of the module.  Print a warning.
2201                  */
2202                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2203                 if (res) {
2204                         printk(KERN_ERR
2205                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2206                                pc->buffer_size);
2207                         continue;
2208                 }
2209
2210                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2211                         printk(KERN_ERR
2212                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2213                         dump_stack();
2214                         goto oops;
2215                 }
2216         }
2217
2218 #if DEBUG
2219         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2220 #if FORCED_DEBUG
2221         /*
2222          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2223          * large objects, if the increased size would increase the object size
2224          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2225          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2226          */
2227         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2228                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2229                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2230         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2231                 flags |= SLAB_POISON;
2232 #endif
2233         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2234                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2235 #endif
2236         /*
2237          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2238          * isn't available.
2239          */
2240         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2241
2242         /*
2243          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2244          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2245          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2246          */
2247         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2248                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2249                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2250         }
2251
2252         /* calculate the final buffer alignment: */
2253
2254         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2255         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2256                 /*
2257                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2258                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2259                  * one cacheline.
2260                  */
2261                 ralign = cache_line_size();
2262                 while (size <= ralign / 2)
2263                         ralign /= 2;
2264         } else {
2265                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2266         }
2267
2268         /*
2269          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2270          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2271          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2272          */
2273         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2274                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2275
2276         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2277                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2278                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2279                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2280                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2281                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2282         }
2283
2284         /* 2) arch mandated alignment */
2285         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2286                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2287         }
2288         /* 3) caller mandated alignment */
2289         if (ralign < align) {
2290                 ralign = align;
2291         }
2292         /* disable debug if not aligning with REDZONE_ALIGN */
2293         if (ralign & (__alignof__(unsigned long long) - 1))
2294                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2295         /*
2296          * 4) Store it.
2297          */
2298         align = ralign;
2299
2300         if (slab_is_available())
2301                 gfp = GFP_KERNEL;
2302         else
2303                 gfp = GFP_NOWAIT;
2304
2305         /* Get cache's description obj. */
2306         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, gfp);
2307         if (!cachep)
2308                 goto oops;
2309
2310 #if DEBUG
2311         cachep->obj_size = size;
2312
2313         /*
2314          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2315          * into align above.
2316          */
2317         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2318                 /* add space for red zone words */
2319                 cachep->obj_offset += align;
2320                 size += align + sizeof(unsigned long long);
2321         }
2322         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2323                 /* user store requires one word storage behind the end of
2324                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2325                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2326                  */
2327                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2328                         size += REDZONE_ALIGN;
2329                 else
2330                         size += BYTES_PER_WORD;
2331         }
2332 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2333         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2334             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2335                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2336                 size = PAGE_SIZE;
2337         }
2338 #endif
2339 #endif
2340
2341         /*
2342          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2343          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2344          * it too early on. Always use on-slab management when
2345          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2346          */
2347         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2348             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2349                 /*
2350                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2351                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2352                  */
2353                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2354
2355         size = ALIGN(size, align);
2356
2357         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2358
2359         if (!cachep->num) {
2360                 printk(KERN_ERR
2361                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2362                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2363                 cachep = NULL;
2364                 goto oops;
2365         }
2366         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2367                           + sizeof(struct slab), align);
2368
2369         /*
2370          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2371          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2372          */
2373         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2374                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2375                 left_over -= slab_size;
2376         }
2377
2378         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2379                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2380                 slab_size =
2381                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2382
2383 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2384                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2385                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2386                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2387                  */
2388                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2389                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2390 #endif
2391         }
2392
2393         cachep->colour_off = cache_line_size();
2394         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2395         if (cachep->colour_off < align)
2396                 cachep->colour_off = align;
2397         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2398         cachep->slab_size = slab_size;
2399         cachep->flags = flags;
2400         cachep->gfpflags = 0;
2401         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2402                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2403         cachep->buffer_size = size;
2404         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2405
2406         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2407                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2408                 /*
2409                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2410                  * But since we go off slab only for object size greater than
2411                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2412                  * this should not happen at all.
2413                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2414                  */
2415                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2416         }
2417         cachep->ctor = ctor;
2418         cachep->name = name;
2419
2420         if (setup_cpu_cache(cachep, gfp)) {
2421                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2422                 cachep = NULL;
2423                 goto oops;
2424         }
2425
2426         /* cache setup completed, link it into the list */
2427         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2428 oops:
2429         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2430                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2431                       name);
2432         if (slab_is_available()) {
2433                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2434                 put_online_cpus();
2435         }
2436         return cachep;
2437 }
2438 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2439
2440 #if DEBUG
2441 static void check_irq_off(void)
2442 {
2443         BUG_ON(!irqs_disabled());
2444 }
2445
2446 static void check_irq_on(void)
2447 {
2448         BUG_ON(irqs_disabled());
2449 }
2450
2451 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2452 {
2453 #ifdef CONFIG_SMP
2454         check_irq_off();
2455         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2456 #endif
2457 }
2458
2459 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2460 {
2461 #ifdef CONFIG_SMP
2462         check_irq_off();
2463         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2464 #endif
2465 }
2466
2467 #else
2468 #define check_irq_off() do { } while(0)
2469 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2470 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2471 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2472 #endif
2473
2474 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2475                         struct array_cache *ac,
2476                         int force, int node);
2477
2478 static void do_drain(void *arg)
2479 {
2480         struct kmem_cache *cachep = arg;
2481         struct array_cache *ac;
2482         int node = numa_node_id();
2483
2484         check_irq_off();
2485         ac = cpu_cache_get(cachep);
2486         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2487         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2488         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2489         ac->avail = 0;
2490 }
2491
2492 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2493 {
2494         struct kmem_list3 *l3;
2495         int node;
2496
2497         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2498         check_irq_on();
2499         for_each_online_node(node) {
2500                 l3 = cachep->nodelists[node];
2501                 if (l3 && l3->alien)
2502                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2503         }
2504
2505         for_each_online_node(node) {
2506                 l3 = cachep->nodelists[node];
2507                 if (l3)
2508                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2509         }
2510 }
2511
2512 /*
2513  * Remove slabs from the list of free slabs.
2514  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2515  *
2516  * Returns the actual number of slabs released.
2517  */
2518 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2519                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2520 {
2521         struct list_head *p;
2522         int nr_freed;
2523         struct slab *slabp;
2524
2525         nr_freed = 0;
2526         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2527
2528                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2529                 p = l3->slabs_free.prev;
2530                 if (p == &l3->slabs_free) {
2531                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2532                         goto out;
2533                 }
2534
2535                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2536 #if DEBUG
2537                 BUG_ON(slabp->inuse);
2538 #endif
2539                 list_del(&slabp->list);
2540                 /*
2541                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2542                  * to the cache.
2543                  */
2544                 l3->free_objects -= cache->num;
2545                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2546                 slab_destroy(cache, slabp);
2547                 nr_freed++;
2548         }
2549 out:
2550         return nr_freed;
2551 }
2552
2553 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2554 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2555 {
2556         int ret = 0, i = 0;
2557         struct kmem_list3 *l3;
2558
2559         drain_cpu_caches(cachep);
2560
2561         check_irq_on();
2562         for_each_online_node(i) {
2563                 l3 = cachep->nodelists[i];
2564                 if (!l3)
2565                         continue;
2566
2567                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2568
2569                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2570                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2571         }
2572         return (ret ? 1 : 0);
2573 }
2574
2575 /**
2576  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2577  * @cachep: The cache to shrink.
2578  *
2579  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2580  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2581  */
2582 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2583 {
2584         int ret;
2585         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2586
2587         get_online_cpus();
2588         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2589         ret = __cache_shrink(cachep);
2590         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2591         put_online_cpus();
2592         return ret;
2593 }
2594 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2595
2596 /**
2597  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2598  * @cachep: the cache to destroy
2599  *
2600  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2601  *
2602  * It is expected this function will be called by a module when it is
2603  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2604  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2605  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2606  *
2607  * The cache must be empty before calling this function.
2608  *
2609  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2610  * during the kmem_cache_destroy().
2611  */
2612 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2613 {
2614         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2615
2616         /* Find the cache in the chain of caches. */
2617         get_online_cpus();
2618         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2619         /*
2620          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2621          */
2622         list_del(&cachep->next);
2623         if (__cache_shrink(cachep)) {
2624                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2625                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2626                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2627                 put_online_cpus();
2628                 return;
2629         }
2630
2631         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2632                 rcu_barrier();
2633
2634         __kmem_cache_destroy(cachep);
2635         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2636         put_online_cpus();
2637 }
2638 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2639
2640 /*
2641  * Get the memory for a slab management obj.
2642  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2643  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2644  * come from the same cache which is getting created because,
2645  * when we are searching for an appropriate cache for these
2646  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2647  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2648  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2649  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2650  */
2651 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2652                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2653                                    int nodeid)
2654 {
2655         struct slab *slabp;
2656
2657         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2658                 /* Slab management obj is off-slab. */
2659                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2660                                               local_flags, nodeid);
2661                 /*
2662                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2663                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2664                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2665                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2666                  */
2667                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2668                                    local_flags);
2669                 if (!slabp)
2670                         return NULL;
2671         } else {
2672                 slabp = objp + colour_off;
2673                 colour_off += cachep->slab_size;
2674         }
2675         slabp->inuse = 0;
2676         slabp->colouroff = colour_off;
2677         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2678         slabp->nodeid = nodeid;
2679         slabp->free = 0;
2680         return slabp;
2681 }
2682
2683 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2684 {
2685         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2686 }
2687
2688 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2689                             struct slab *slabp)
2690 {
2691         int i;
2692
2693         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2694                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2695 #if DEBUG
2696                 /* need to poison the objs? */
2697                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2698                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2699                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2700                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2701
2702                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2703                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2704                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2705                 }
2706                 /*
2707                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2708                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2709                  * They must also be threaded.
2710                  */
2711                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2712                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2713
2714                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2715                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2716                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2717                                            " end of an object");
2718                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2719                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2720                                            " start of an object");
2721                 }
2722                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2723                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2724                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2725                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2726 #else
2727                 if (cachep->ctor)
2728                         cachep->ctor(objp);
2729 #endif
2730                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2731         }
2732         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2733 }
2734
2735 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2736 {
2737         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2738                 if (flags & GFP_DMA)
2739                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2740                 else
2741                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2742         }
2743 }
2744
2745 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2746                                 int nodeid)
2747 {
2748         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2749         kmem_bufctl_t next;
2750
2751         slabp->inuse++;
2752         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2753 #if DEBUG
2754         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2755         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2756 #endif
2757         slabp->free = next;
2758
2759         return objp;
2760 }
2761
2762 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2763                                 void *objp, int nodeid)
2764 {
2765         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2766
2767 #if DEBUG
2768         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2769         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2770
2771         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2772                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2773                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2774                 BUG();
2775         }
2776 #endif
2777         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2778         slabp->free = objnr;
2779         slabp->inuse--;
2780 }
2781
2782 /*
2783  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2784  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2785  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2786  */
2787 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2788                            void *addr)
2789 {
2790         int nr_pages;
2791         struct page *page;
2792
2793         page = virt_to_page(addr);
2794
2795         nr_pages = 1;
2796         if (likely(!PageCompound(page)))
2797                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2798
2799         do {
2800                 page_set_cache(page, cache);
2801                 page_set_slab(page, slab);
2802                 page++;
2803         } while (--nr_pages);
2804 }
2805
2806 /*
2807  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2808  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2809  */
2810 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2811                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2812 {
2813         struct slab *slabp;
2814         size_t offset;
2815         gfp_t local_flags;
2816         struct kmem_list3 *l3;
2817
2818         /*
2819          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2820          * critical path in kmem_cache_alloc().
2821          */
2822         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2823         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2824
2825         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2826         check_irq_off();
2827         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2828         spin_lock(&l3->list_lock);
2829
2830         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2831         offset = l3->colour_next;
2832         l3->colour_next++;
2833         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2834                 l3->colour_next = 0;
2835         spin_unlock(&l3->list_lock);
2836
2837         offset *= cachep->colour_off;
2838
2839         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2840                 local_irq_enable();
2841
2842         /*
2843          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2844          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2845          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2846          * will eventually be caught here (where it matters).
2847          */
2848         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2849
2850         /*
2851          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2852          * 'nodeid'.
2853          */
2854         if (!objp)
2855                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2856         if (!objp)
2857                 goto failed;
2858
2859         /* Get slab management. */
2860         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2861                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2862         if (!slabp)
2863                 goto opps1;
2864
2865         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2866
2867         cache_init_objs(cachep, slabp);
2868
2869         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2870                 local_irq_disable();
2871         check_irq_off();
2872         spin_lock(&l3->list_lock);
2873
2874         /* Make slab active. */
2875         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2876         STATS_INC_GROWN(cachep);
2877         l3->free_objects += cachep->num;
2878         spin_unlock(&l3->list_lock);
2879         return 1;
2880 opps1:
2881         kmem_freepages(cachep, objp);
2882 failed:
2883         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2884                 local_irq_disable();
2885         return 0;
2886 }
2887
2888 #if DEBUG
2889
2890 /*
2891  * Perform extra freeing checks:
2892  * - detect bad pointers.
2893  * - POISON/RED_ZONE checking
2894  */
2895 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2896 {
2897         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2898                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2899                        (unsigned long)objp);
2900                 BUG();
2901         }
2902 }
2903
2904 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2905 {
2906         unsigned long long redzone1, redzone2;
2907
2908         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2909         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2910
2911         /*
2912          * Redzone is ok.
2913          */
2914         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2915                 return;
2916
2917         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2918                 slab_error(cache, "double free detected");
2919         else
2920                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2921
2922         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2923                         obj, redzone1, redzone2);
2924 }
2925
2926 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2927                                    void *caller)
2928 {
2929         struct page *page;
2930         unsigned int objnr;
2931         struct slab *slabp;
2932
2933         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2934
2935         objp -= obj_offset(cachep);
2936         kfree_debugcheck(objp);
2937         page = virt_to_head_page(objp);
2938
2939         slabp = page_get_slab(page);
2940
2941         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2942                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2943                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2944                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2945         }
2946         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2947                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2948
2949         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2950
2951         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2952         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2953
2954 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2955         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2956 #endif
2957         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2958 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2959                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2960                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2961                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2962                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2963                 } else {
2964                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2965                 }
2966 #else
2967                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2968 #endif
2969         }
2970         return objp;
2971 }
2972
2973 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2974 {
2975         kmem_bufctl_t i;
2976         int entries = 0;
2977
2978         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2979         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2980                 entries++;
2981                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2982                         goto bad;
2983         }
2984         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2985 bad:
2986                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2987                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2988                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2989                 for (i = 0;
2990                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2991                      i++) {
2992                         if (i % 16 == 0)
2993                                 printk("\n%03x:", i);
2994                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2995                 }
2996                 printk("\n");
2997                 BUG();
2998         }
2999 }
3000 #else
3001 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
3002 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
3003 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
3004 #endif
3005
3006 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3007 {
3008         int batchcount;
3009         struct kmem_list3 *l3;
3010         struct array_cache *ac;
3011         int node;
3012
3013 retry:
3014         check_irq_off();
3015         node = numa_node_id();
3016         ac = cpu_cache_get(cachep);
3017         batchcount = ac->batchcount;
3018         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3019                 /*
3020                  * If there was little recent activity on this cache, then
3021                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3022                  * refill bouncing.
3023                  */
3024                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3025         }
3026         l3 = cachep->nodelists[node];
3027
3028         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3029         spin_lock(&l3->list_lock);
3030
3031         /* See if we can refill from the shared array */
3032         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount)) {
3033                 l3->shared->touched = 1;
3034                 goto alloc_done;
3035         }
3036
3037         while (batchcount > 0) {
3038                 struct list_head *entry;
3039                 struct slab *slabp;
3040                 /* Get slab alloc is to come from. */
3041                 entry = l3->slabs_partial.next;
3042                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3043                         l3->free_touched = 1;
3044                         entry = l3->slabs_free.next;
3045                         if (entry == &l3->slabs_free)
3046                                 goto must_grow;
3047                 }
3048
3049                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3050                 check_slabp(cachep, slabp);
3051                 check_spinlock_acquired(cachep);
3052
3053                 /*
3054                  * The slab was either on partial or free list so
3055                  * there must be at least one object available for
3056                  * allocation.
3057                  */
3058                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3059
3060                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3061                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3062                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3063                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3064
3065                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3066                                                             node);
3067                 }
3068                 check_slabp(cachep, slabp);
3069
3070                 /* move slabp to correct slabp list: */
3071                 list_del(&slabp->list);
3072                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3073                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3074                 else
3075                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3076         }
3077
3078 must_grow:
3079         l3->free_objects -= ac->avail;
3080 alloc_done:
3081         spin_unlock(&l3->list_lock);
3082
3083         if (unlikely(!ac->avail)) {
3084                 int x;
3085                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3086
3087                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3088                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3089                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3090                         return NULL;
3091
3092                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3093                         goto retry;
3094         }
3095         ac->touched = 1;
3096         return ac->entry[--ac->avail];
3097 }
3098
3099 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3100                                                 gfp_t flags)
3101 {
3102         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3103 #if DEBUG
3104         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3105 #endif
3106 }
3107
3108 #if DEBUG
3109 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3110                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3111 {
3112         if (!objp)
3113                 return objp;
3114         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3115 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3116                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3117                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3118                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3119                 else
3120                         check_poison_obj(cachep, objp);
3121 #else
3122                 check_poison_obj(cachep, objp);
3123 #endif
3124                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3125         }
3126         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3127                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3128
3129         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3130                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3131                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3132                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3133                                                 " object was overwritten");
3134                         printk(KERN_ERR
3135                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3136                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3137                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3138                 }
3139                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3140                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3141         }
3142 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3143         {
3144                 struct slab *slabp;
3145                 unsigned objnr;
3146
3147                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3148                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3149                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3150         }
3151 #endif
3152         objp += obj_offset(cachep);
3153         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3154                 cachep->ctor(objp);
3155 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3156         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3157                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3158                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3159         }
3160 #endif
3161         return objp;
3162 }
3163 #else
3164 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3165 #endif
3166
3167 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3168 {
3169         if (cachep == &cache_cache)
3170                 return false;
3171
3172         return should_failslab(obj_size(cachep), flags, cachep->flags);
3173 }
3174
3175 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3176 {
3177         void *objp;
3178         struct array_cache *ac;
3179
3180         check_irq_off();
3181
3182         ac = cpu_cache_get(cachep);
3183         if (likely(ac->avail)) {
3184                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3185                 ac->touched = 1;
3186                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3187         } else {
3188                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3189                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3190                 /*
3191                  * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3192                  * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3193                  */
3194                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3195         }
3196         /*
3197          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3198          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3199          * treat the array pointers as a reference to the object.
3200          */
3201         if (objp)
3202                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3203         return objp;
3204 }
3205
3206 #ifdef CONFIG_NUMA
3207 /*
3208  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3209  *
3210  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3211  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3212  */
3213 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3214 {
3215         int nid_alloc, nid_here;
3216
3217         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3218                 return NULL;
3219         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3220         get_mems_allowed();
3221         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3222                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3223         else if (current->mempolicy)
3224                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3225         put_mems_allowed();
3226         if (nid_alloc != nid_here)
3227                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3228         return NULL;
3229 }
3230
3231 /*
3232  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3233  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3234  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3235  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3236  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3237  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3238  */
3239 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3240 {
3241         struct zonelist *zonelist;
3242         gfp_t local_flags;
3243         struct zoneref *z;
3244         struct zone *zone;
3245         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3246         void *obj = NULL;
3247         int nid;
3248
3249         if (flags & __GFP_THISNODE)
3250                 return NULL;
3251
3252         get_mems_allowed();
3253         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
3254         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3255
3256 retry:
3257         /*
3258          * Look through allowed nodes for objects available
3259          * from existing per node queues.
3260          */
3261         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3262                 nid = zone_to_nid(zone);
3263
3264                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3265                         cache->nodelists[nid] &&
3266                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3267                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3268                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3269                                 if (obj)
3270                                         break;
3271                 }
3272         }
3273
3274         if (!obj) {
3275                 /*
3276                  * This allocation will be performed within the constraints
3277                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3278                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3279                  * set and go into memory reserves if necessary.
3280                  */
3281                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3282                         local_irq_enable();
3283                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3284                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_node_id());
3285                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3286                         local_irq_disable();
3287                 if (obj) {
3288                         /*
3289                          * Insert into the appropriate per node queues
3290                          */
3291                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3292                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3293                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3294                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3295                                 if (!obj)
3296                                         /*
3297                                          * Another processor may allocate the
3298                                          * objects in the slab since we are
3299                                          * not holding any locks.
3300                                          */
3301                                         goto retry;
3302                         } else {
3303                                 /* cache_grow already freed obj */
3304                                 obj = NULL;
3305                         }
3306                 }
3307         }
3308         put_mems_allowed();
3309         return obj;
3310 }
3311
3312 /*
3313  * A interface to enable slab creation on nodeid
3314  */
3315 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3316                                 int nodeid)
3317 {
3318         struct list_head *entry;
3319         struct slab *slabp;
3320         struct kmem_list3 *l3;
3321         void *obj;
3322         int x;
3323
3324         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3325         BUG_ON(!l3);
3326
3327 retry:
3328         check_irq_off();
3329         spin_lock(&l3->list_lock);
3330         entry = l3->slabs_partial.next;
3331         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3332                 l3->free_touched = 1;
3333                 entry = l3->slabs_free.next;
3334                 if (entry == &l3->slabs_free)
3335                         goto must_grow;
3336         }
3337
3338         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3339         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3340         check_slabp(cachep, slabp);
3341
3342         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3343         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3344         STATS_SET_HIGH(cachep);
3345
3346         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3347
3348         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3349         check_slabp(cachep, slabp);
3350         l3->free_objects--;
3351         /* move slabp to correct slabp list: */
3352         list_del(&slabp->list);
3353
3354         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3355                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3356         else
3357                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3358
3359         spin_unlock(&l3->list_lock);
3360         goto done;
3361
3362 must_grow:
3363         spin_unlock(&l3->list_lock);
3364         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3365         if (x)
3366                 goto retry;
3367
3368         return fallback_alloc(cachep, flags);
3369
3370 done:
3371         return obj;
3372 }
3373
3374 /**
3375  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3376  * @cachep: The cache to allocate from.
3377  * @flags: See kmalloc().
3378  * @nodeid: node number of the target node.
3379  * @caller: return address of caller, used for debug information
3380  *
3381  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3382  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3383  *
3384  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3385  */
3386 static __always_inline void *
3387 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3388                    void *caller)
3389 {
3390         unsigned long save_flags;
3391         void *ptr;
3392
3393         flags &= gfp_allowed_mask;
3394
3395         lockdep_trace_alloc(flags);
3396
3397         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3398                 return NULL;
3399
3400         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3401         local_irq_save(save_flags);
3402
3403         if (nodeid == -1)
3404                 nodeid = numa_node_id();
3405
3406         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3407                 /* Node not bootstrapped yet */
3408                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3409                 goto out;
3410         }
3411
3412         if (nodeid == numa_node_id()) {
3413                 /*
3414                  * Use the locally cached objects if possible.
3415                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3416                  * to other nodes. It may fail while we still have
3417                  * objects on other nodes available.
3418                  */
3419                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3420                 if (ptr)
3421                         goto out;
3422         }
3423         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3424         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3425   out:
3426         local_irq_restore(save_flags);
3427         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3428         kmemleak_alloc_recursive(ptr, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3429                                  flags);
3430
3431         if (likely(ptr))
3432                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, obj_size(cachep));
3433
3434         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3435                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3436
3437         return ptr;
3438 }
3439
3440 static __always_inline void *
3441 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3442 {
3443         void *objp;
3444
3445         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3446                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3447                 if (objp)
3448                         goto out;
3449         }
3450         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3451
3452         /*
3453          * We may just have run out of memory on the local node.
3454          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3455          */
3456         if (!objp)
3457                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3458
3459   out:
3460         return objp;
3461 }
3462 #else
3463
3464 static __always_inline void *
3465 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3466 {
3467         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3468 }
3469
3470 #endif /* CONFIG_NUMA */
3471
3472 static __always_inline void *
3473 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3474 {
3475         unsigned long save_flags;
3476         void *objp;
3477
3478         flags &= gfp_allowed_mask;
3479
3480         lockdep_trace_alloc(flags);
3481
3482         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3483                 return NULL;
3484
3485         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3486         local_irq_save(save_flags);
3487         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3488         local_irq_restore(save_flags);
3489         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3490         kmemleak_alloc_recursive(objp, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3491                                  flags);
3492         prefetchw(objp);
3493
3494         if (likely(objp))
3495                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, obj_size(cachep));
3496
3497         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3498                 memset(objp, 0, obj_size(cachep));
3499
3500         return objp;
3501 }
3502
3503 /*
3504  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3505  */
3506 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3507                        int node)
3508 {
3509         int i;
3510         struct kmem_list3 *l3;
3511
3512         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3513                 void *objp = objpp[i];
3514                 struct slab *slabp;
3515
3516                 slabp = virt_to_slab(objp);
3517                 l3 = cachep->nodelists[node];
3518                 list_del(&slabp->list);
3519                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3520                 check_slabp(cachep, slabp);
3521                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3522                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3523                 l3->free_objects++;
3524                 check_slabp(cachep, slabp);
3525
3526                 /* fixup slab chains */
3527                 if (slabp->inuse == 0) {
3528                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3529                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3530                                 /* No need to drop any previously held
3531                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3532                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3533                                  * a different cache, refer to comments before
3534                                  * alloc_slabmgmt.
3535                                  */
3536                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3537                         } else {
3538                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3539                         }
3540                 } else {
3541                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3542                          * partial list on free - maximum time for the
3543                          * other objects to be freed, too.
3544                          */
3545                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3546                 }
3547         }
3548 }
3549
3550 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3551 {
3552         int batchcount;
3553         struct kmem_list3 *l3;
3554         int node = numa_node_id();
3555
3556         batchcount = ac->batchcount;
3557 #if DEBUG
3558         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3559 #endif
3560         check_irq_off();
3561         l3 = cachep->nodelists[node];
3562         spin_lock(&l3->list_lock);
3563         if (l3->shared) {
3564                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3565                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3566                 if (max) {
3567                         if (batchcount > max)
3568                                 batchcount = max;
3569                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3570                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3571                         shared_array->avail += batchcount;
3572                         goto free_done;
3573                 }
3574         }
3575
3576         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3577 free_done:
3578 #if STATS
3579         {
3580                 int i = 0;
3581                 struct list_head *p;
3582
3583                 p = l3->slabs_free.next;
3584                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3585                         struct slab *slabp;
3586
3587                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3588                         BUG_ON(slabp->inuse);
3589
3590                         i++;
3591                         p = p->next;
3592                 }
3593                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3594         }
3595 #endif
3596         spin_unlock(&l3->list_lock);
3597         ac->avail -= batchcount;
3598         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3599 }
3600
3601 /*
3602  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3603  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3604  */
3605 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3606 {
3607         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3608
3609         check_irq_off();
3610         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3611         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3612
3613         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, obj_size(cachep));
3614
3615         /*
3616          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3617          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3618          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3619          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3620          * the cache.
3621          */
3622         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3623                 return;
3624
3625         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3626                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3627                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3628                 return;
3629         } else {
3630                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3631                 cache_flusharray(cachep, ac);
3632                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3633         }
3634 }
3635
3636 /**
3637  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3638  * @cachep: The cache to allocate from.
3639  * @flags: See kmalloc().
3640  *
3641  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3642  * if the cache has no available objects.
3643  */
3644 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3645 {
3646         void *ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3647
3648         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3649                                obj_size(cachep), cachep->buffer_size, flags);
3650
3651         return ret;
3652 }
3653 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3654
3655 #ifdef CONFIG_TRACING
3656 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3657 {
3658         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3659 }
3660 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
3661 #endif
3662
3663 /**
3664  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might be a slab entry.
3665  * @cachep: the cache we're checking against
3666  * @ptr: pointer to validate
3667  *
3668  * This verifies that the untrusted pointer looks sane;
3669  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3670  * part of the slab cache in question, but it at least
3671  * validates that the pointer can be dereferenced and
3672  * looks half-way sane.
3673  *
3674  * Currently only used for dentry validation.
3675  */
3676 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3677 {
3678         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3679         struct page *page;
3680
3681         if (unlikely(!kern_ptr_validate(ptr, size)))
3682                 goto out;
3683         page = virt_to_page(ptr);
3684         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3685                 goto out;
3686         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3687                 goto out;
3688         return 1;
3689 out:
3690         return 0;
3691 }
3692
3693 #ifdef CONFIG_NUMA
3694 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3695 {
3696         void *ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3697                                        __builtin_return_address(0));
3698
3699         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3700                                     obj_size(cachep), cachep->buffer_size,
3701                                     flags, nodeid);
3702
3703         return ret;
3704 }
3705 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3706
3707 #ifdef CONFIG_TRACING
3708 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *cachep,
3709                                     gfp_t flags,
3710                                     int nodeid)
3711 {
3712         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3713                                   __builtin_return_address(0));
3714 }
3715 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
3716 #endif
3717
3718 static __always_inline void *
3719 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3720 {
3721         struct kmem_cache *cachep;
3722         void *ret;
3723
3724         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3725         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3726                 return cachep;
3727         ret = kmem_cache_alloc_node_notrace(cachep, flags, node);
3728
3729         trace_kmalloc_node((unsigned long) caller, ret,
3730                            size, cachep->buffer_size, flags, node);
3731
3732         return ret;
3733 }
3734
3735 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3736 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3737 {
3738         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3739                         __builtin_return_address(0));
3740 }
3741 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3742
3743 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3744                 int node, unsigned long caller)
3745 {
3746         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, (void *)caller);
3747 }
3748 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3749 #else
3750 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3751 {
3752         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3753 }
3754 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3755 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3756 #endif /* CONFIG_NUMA */
3757
3758 /**
3759  * __do_kmalloc - allocate memory
3760  * @size: how many bytes of memory are required.
3761  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3762  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3763  */
3764 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3765                                           void *caller)
3766 {
3767         struct kmem_cache *cachep;
3768         void *ret;
3769
3770         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3771          * __ with kmem_.
3772          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3773          * functions.
3774          */
3775         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3776         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3777                 return cachep;
3778         ret = __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3779
3780         trace_kmalloc((unsigned long) caller, ret,
3781                       size, cachep->buffer_size, flags);
3782
3783         return ret;
3784 }
3785
3786
3787 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3788 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3789 {
3790         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3791 }
3792 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3793
3794 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3795 {
3796         return __do_kmalloc(size, flags, (void *)caller);
3797 }
3798 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3799
3800 #else
3801 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3802 {
3803         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3804 }
3805 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3806 #endif
3807
3808 /**
3809  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3810  * @cachep: The cache the allocation was from.
3811  * @objp: The previously allocated object.
3812  *
3813  * Free an object which was previously allocated from this
3814  * cache.
3815  */
3816 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3817 {
3818         unsigned long flags;
3819
3820         local_irq_save(flags);
3821         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3822         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3823                 debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(cachep));
3824         __cache_free(cachep, objp);
3825         local_irq_restore(flags);
3826
3827         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3828 }
3829 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3830
3831 /**
3832  * kfree - free previously allocated memory
3833  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3834  *
3835  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3836  *
3837  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3838  * or you will run into trouble.
3839  */
3840 void kfree(const void *objp)
3841 {
3842         struct kmem_cache *c;
3843         unsigned long flags;
3844
3845         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3846
3847         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3848                 return;
3849         local_irq_save(flags);
3850         kfree_debugcheck(objp);
3851         c = virt_to_cache(objp);
3852         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3853         debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(c));
3854         __cache_free(c, (void *)objp);
3855         local_irq_restore(flags);
3856 }
3857 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3858
3859 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3860 {
3861         return obj_size(cachep);
3862 }
3863 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3864
3865 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3866 {
3867         return cachep->name;
3868 }
3869 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3870
3871 /*
3872  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3873  */
3874 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3875 {
3876         int node;
3877         struct kmem_list3 *l3;
3878         struct array_cache *new_shared;
3879         struct array_cache **new_alien = NULL;
3880
3881         for_each_online_node(node) {
3882
3883                 if (use_alien_caches) {
3884                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3885                         if (!new_alien)
3886                                 goto fail;
3887                 }
3888
3889                 new_shared = NULL;
3890                 if (cachep->shared) {
3891                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3892                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3893                                         0xbaadf00d, gfp);
3894                         if (!new_shared) {
3895                                 free_alien_cache(new_alien);
3896                                 goto fail;
3897                         }
3898                 }
3899
3900                 l3 = cachep->nodelists[node];
3901                 if (l3) {
3902                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3903
3904                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3905
3906                         if (shared)
3907                                 free_block(cachep, shared->entry,
3908                                                 shared->avail, node);
3909
3910                         l3->shared = new_shared;
3911                         if (!l3->alien) {
3912                                 l3->alien = new_alien;
3913                                 new_alien = NULL;
3914                         }
3915                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3916                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3917                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3918                         kfree(shared);
3919                         free_alien_cache(new_alien);
3920                         continue;
3921                 }
3922                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), gfp, node);
3923                 if (!l3) {
3924                         free_alien_cache(new_alien);
3925                         kfree(new_shared);
3926                         goto fail;
3927                 }
3928
3929                 kmem_list3_init(l3);
3930                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3931                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3932                 l3->shared = new_shared;
3933                 l3->alien = new_alien;
3934                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3935                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3936                 cachep->nodelists[node] = l3;
3937         }
3938         return 0;
3939
3940 fail:
3941         if (!cachep->next.next) {
3942                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3943                 node--;
3944                 while (node >= 0) {
3945                         if (cachep->nodelists[node]) {
3946                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3947
3948                                 kfree(l3->shared);
3949                                 free_alien_cache(l3->alien);
3950                                 kfree(l3);
3951                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3952                         }
3953                         node--;
3954                 }
3955         }
3956         return -ENOMEM;
3957 }
3958
3959 struct ccupdate_struct {
3960         struct kmem_cache *cachep;
3961         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3962 };
3963
3964 static void do_ccupdate_local(void *info)
3965 {
3966         struct ccupdate_struct *new = info;
3967         struct array_cache *old;
3968
3969         check_irq_off();
3970         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3971
3972         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3973         new->new[smp_processor_id()] = old;
3974 }
3975
3976 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3977 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3978                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3979 {
3980         struct ccupdate_struct *new;
3981         int i;
3982
3983         new = kzalloc(sizeof(*new), gfp);
3984         if (!new)
3985                 return -ENOMEM;
3986
3987         for_each_online_cpu(i) {
3988                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3989                                                 batchcount, gfp);
3990                 if (!new->new[i]) {
3991                         for (i--; i >= 0; i--)
3992                                 kfree(new->new[i]);
3993                         kfree(new);
3994                         return -ENOMEM;
3995                 }
3996         }
3997         new->cachep = cachep;
3998
3999         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
4000
4001         check_irq_on();
4002         cachep->batchcount = batchcount;
4003         cachep->limit = limit;
4004         cachep->shared = shared;
4005
4006         for_each_online_cpu(i) {
4007                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
4008                 if (!ccold)
4009                         continue;
4010                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
4011                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
4012                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
4013                 kfree(ccold);
4014         }
4015         kfree(new);
4016         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
4017 }
4018
4019 /* Called with cache_chain_mutex held always */
4020 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
4021 {
4022         int err;
4023         int limit, shared;
4024
4025         /*
4026          * The head array serves three purposes:
4027          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4028          * - reduce the number of spinlock operations.
4029          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4030          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4031          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4032          * Bonwick.
4033          */
4034         if (cachep->buffer_size > 131072)
4035                 limit = 1;
4036         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
4037                 limit = 8;
4038         else if (cachep->buffer_size > 1024)
4039                 limit = 24;
4040         else if (cachep->buffer_size > 256)
4041                 limit = 54;
4042         else
4043                 limit = 120;
4044
4045         /*
4046          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4047          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4048          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4049          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4050          * replaces Bonwick's magazine layer.
4051          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4052          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4053          */
4054         shared = 0;
4055         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4056                 shared = 8;
4057
4058 #if DEBUG
4059         /*
4060          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4061          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4062          */
4063         if (limit > 32)
4064                 limit = 32;
4065 #endif
4066         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared, gfp);
4067         if (err)
4068                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4069                        cachep->name, -err);
4070         return err;
4071 }
4072
4073 /*
4074  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4075  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4076  * if drain_array() is used on the shared array.
4077  */
4078 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4079                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4080 {
4081         int tofree;
4082
4083         if (!ac || !ac->avail)
4084                 return;
4085         if (ac->touched && !force) {
4086                 ac->touched = 0;
4087         } else {
4088                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4089                 if (ac->avail) {
4090                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4091                         if (tofree > ac->avail)
4092                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4093                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4094                         ac->avail -= tofree;
4095                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4096                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4097                 }
4098                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4099         }
4100 }
4101
4102 /**
4103  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4104  * @w: work descriptor
4105  *
4106  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4107  * Purpose:
4108  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4109  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4110  *
4111  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4112  * again on the next iteration.
4113  */
4114 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4115 {
4116         struct kmem_cache *searchp;
4117         struct kmem_list3 *l3;
4118         int node = numa_node_id();
4119         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4120
4121         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4122                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4123                 goto out;
4124
4125         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4126                 check_irq_on();
4127
4128                 /*
4129                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4130                  * have established with reasonable certainty that
4131                  * we can do some work if the lock was obtained.
4132                  */
4133                 l3 = searchp->nodelists[node];
4134
4135                 reap_alien(searchp, l3);
4136
4137                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4138
4139                 /*
4140                  * These are racy checks but it does not matter
4141                  * if we skip one check or scan twice.
4142                  */
4143                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4144                         goto next;
4145
4146                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4147
4148                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4149
4150                 if (l3->free_touched)
4151                         l3->free_touched = 0;
4152                 else {
4153                         int freed;
4154
4155                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4156                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4157                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4158                 }
4159 next:
4160                 cond_resched();
4161         }
4162         check_irq_on();
4163         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4164         next_reap_node();
4165 out:
4166         /* Set up the next iteration */
4167         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4168 }
4169
4170 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4171
4172 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4173 {
4174         /*
4175          * Output format version, so at least we can change it
4176          * without _too_ many complaints.
4177          */
4178 #if STATS
4179         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4180 #else
4181         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4182 #endif
4183         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4184                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4185         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4186         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4187 #if STATS
4188         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4189                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4190         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4191 #endif
4192         seq_putc(m, '\n');
4193 }
4194
4195 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4196 {
4197         loff_t n = *pos;
4198
4199         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4200         if (!n)
4201                 print_slabinfo_header(m);
4202
4203         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4204 }
4205
4206 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4207 {
4208         return seq_list_next(p, &cache_chain, pos);
4209 }
4210
4211 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4212 {
4213         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4214 }
4215
4216 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4217 {
4218         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4219         struct slab *slabp;
4220         unsigned long active_objs;
4221         unsigned long num_objs;
4222         unsigned long active_slabs = 0;
4223         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4224         const char *name;
4225         char *error = NULL;
4226         int node;
4227         struct kmem_list3 *l3;
4228
4229         active_objs = 0;
4230         num_slabs = 0;
4231         for_each_online_node(node) {
4232                 l3 = cachep->nodelists[node];
4233                 if (!l3)
4234                         continue;
4235
4236                 check_irq_on();
4237                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4238
4239                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4240                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4241                                 error = "slabs_full accounting error";
4242                         active_objs += cachep->num;
4243                         active_slabs++;
4244                 }
4245                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4246                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4247                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4248                         if (!slabp->inuse && !error)
4249                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4250                         active_objs += slabp->inuse;
4251                         active_slabs++;
4252                 }
4253                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4254                         if (slabp->inuse && !error)
4255                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4256                         num_slabs++;
4257                 }
4258                 free_objects += l3->free_objects;
4259                 if (l3->shared)
4260                         shared_avail += l3->shared->avail;
4261
4262                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4263         }
4264         num_slabs += active_slabs;
4265         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4266         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4267                 error = "free_objects accounting error";
4268
4269         name = cachep->name;
4270         if (error)
4271                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4272
4273         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4274                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4275                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4276         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4277                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4278         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4279                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4280 #if STATS
4281         {                       /* list3 stats */
4282                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4283                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4284                 unsigned long grown = cachep->grown;
4285                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4286                 unsigned long errors = cachep->errors;
4287                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4288                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4289                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4290                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4291
4292                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4293                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4294                            allocs, high, grown,
4295                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4296                            node_frees, overflows);
4297         }
4298         /* cpu stats */
4299         {
4300                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4301                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4302                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4303                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4304
4305                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4306                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4307         }
4308 #endif
4309         seq_putc(m, '\n');
4310         return 0;
4311 }
4312
4313 /*
4314  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4315  *
4316  * Output layout:
4317  * cache-name
4318  * num-active-objs
4319  * total-objs
4320  * object size
4321  * num-active-slabs
4322  * total-slabs
4323  * num-pages-per-slab
4324  * + further values on SMP and with statistics enabled
4325  */
4326
4327 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4328         .start = s_start,
4329         .next = s_next,
4330         .stop = s_stop,
4331         .show = s_show,
4332 };
4333
4334 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4335 /**
4336  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4337  * @file: unused
4338  * @buffer: user buffer
4339  * @count: data length
4340  * @ppos: unused
4341  */
4342 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4343                        size_t count, loff_t *ppos)
4344 {
4345         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4346         int limit, batchcount, shared, res;
4347         struct kmem_cache *cachep;
4348
4349         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4350                 return -EINVAL;
4351         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4352                 return -EFAULT;
4353         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4354
4355         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4356         if (!tmp)
4357                 return -EINVAL;
4358         *tmp = '\0';
4359         tmp++;
4360         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4361                 return -EINVAL;
4362
4363         /* Find the cache in the chain of caches. */
4364         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4365         res = -EINVAL;
4366         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4367                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4368                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4369                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4370                                 res = 0;
4371                         } else {
4372                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4373                                                        batchcount, shared,
4374                                                        GFP_KERNEL);
4375                         }
4376                         break;
4377                 }
4378         }
4379         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4380         if (res >= 0)
4381                 res = count;
4382         return res;
4383 }
4384
4385 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4386 {
4387         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4388 }
4389
4390 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4391         .open           = slabinfo_open,
4392         .read           = seq_read,
4393         .write          = slabinfo_write,
4394         .llseek         = seq_lseek,
4395         .release        = seq_release,
4396 };
4397
4398 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4399
4400 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4401 {
4402         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4403         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4404 }
4405
4406 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4407 {
4408         unsigned long *p;
4409         int l;
4410         if (!v)
4411                 return 1;
4412         l = n[1];
4413         p = n + 2;
4414         while (l) {
4415                 int i = l/2;
4416                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4417                 if (*q == v) {
4418                         q[1]++;
4419                         return 1;
4420                 }
4421                 if (*q > v) {
4422                         l = i;
4423                 } else {
4424                         p = q + 2;
4425                         l -= i + 1;
4426                 }
4427         }
4428         if (++n[1] == n[0])
4429                 return 0;
4430         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4431         p[0] = v;
4432         p[1] = 1;
4433         return 1;
4434 }
4435
4436 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4437 {
4438         void *p;
4439         int i;
4440         if (n[0] == n[1])
4441                 return;
4442         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4443                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4444                         continue;
4445                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4446                         return;
4447         }
4448 }
4449
4450 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4451 {
4452 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4453         unsigned long offset, size;
4454         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4455
4456         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4457                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4458                 if (modname[0])
4459                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4460                 return;
4461         }
4462 #endif
4463         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4464 }
4465
4466 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4467 {
4468         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4469         struct slab *slabp;
4470         struct kmem_list3 *l3;
4471         const char *name;
4472         unsigned long *n = m->private;
4473         int node;
4474         int i;
4475
4476         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4477                 return 0;
4478         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4479                 return 0;
4480
4481         /* OK, we can do it */
4482
4483         n[1] = 0;
4484
4485         for_each_online_node(node) {
4486                 l3 = cachep->nodelists[node];
4487                 if (!l3)
4488                         continue;
4489
4490                 check_irq_on();
4491                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4492
4493                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4494                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4495                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4496                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4497                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4498         }
4499         name = cachep->name;
4500         if (n[0] == n[1]) {
4501                 /* Increase the buffer size */
4502                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4503                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4504                 if (!m->private) {
4505                         /* Too bad, we are really out */
4506                         m->private = n;
4507                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4508                         return -ENOMEM;
4509                 }
4510                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4511                 kfree(n);
4512                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4513                 /* Now make sure this entry will be retried */
4514                 m->count = m->size;
4515                 return 0;
4516         }
4517         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4518                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4519                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4520                 seq_putc(m, '\n');
4521         }
4522
4523         return 0;
4524 }
4525
4526 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4527         .start = leaks_start,
4528         .next = s_next,
4529         .stop = s_stop,
4530         .show = leaks_show,
4531 };
4532
4533 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4534 {
4535         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4536         int ret = -ENOMEM;
4537         if (n) {
4538                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4539                 if (!ret) {
4540                         struct seq_file *m = file->private_data;
4541                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4542                         m->private = n;
4543                         n = NULL;
4544                 }
4545                 kfree(n);
4546         }
4547         return ret;
4548 }
4549
4550 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4551         .open           = slabstats_open,
4552         .read           = seq_read,
4553         .llseek         = seq_lseek,
4554         .release        = seq_release_private,
4555 };
4556 #endif
4557
4558 static int __init slab_proc_init(void)
4559 {
4560         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUGO,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4561 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4562         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4563 #endif
4564         return 0;
4565 }
4566 module_init(slab_proc_init);
4567 #endif
4568
4569 /**
4570  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4571  * @objp: Pointer to the object
4572  *
4573  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4574  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4575  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4576  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4577  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4578  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4579  * must not be freed during the duration of the call.
4580  */
4581 size_t ksize(const void *objp)
4582 {
4583         BUG_ON(!objp);
4584         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4585                 return 0;
4586
4587         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4588 }
4589 EXPORT_SYMBOL(ksize);