nodemask: use new node_to_cpumask_ptr function
[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/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/uaccess.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/fault-inject.h>
111 #include        <linux/rtmutex.h>
112 #include        <linux/reciprocal_div.h>
113
114 #include        <asm/cacheflush.h>
115 #include        <asm/tlbflush.h>
116 #include        <asm/page.h>
117
118 /*
119  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
123  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
124  *
125  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
126  */
127
128 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
129 #define DEBUG           1
130 #define STATS           1
131 #define FORCED_DEBUG    1
132 #else
133 #define DEBUG           0
134 #define STATS           0
135 #define FORCED_DEBUG    0
136 #endif
137
138 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
139 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
140 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
141
142 #ifndef cache_line_size
143 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
144 #endif
145
146 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
147 /*
148  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
149  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
150  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
151  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
152  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
153  * ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
154  * Note that increasing this value may disable some debug features.
155  */
156 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
157 #endif
158
159 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
160 /*
161  * Enforce a minimum alignment for all caches.
162  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
163  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
164  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
165  * some debug features.
166  */
167 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
168 #endif
169
170 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
171 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
172 #endif
173
174 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
175 #if DEBUG
176 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
177                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
178                          SLAB_CACHE_DMA | \
179                          SLAB_STORE_USER | \
180                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
181                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
182 #else
183 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
184                          SLAB_CACHE_DMA | \
185                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
186                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
187 #endif
188
189 /*
190  * kmem_bufctl_t:
191  *
192  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
193  * linked offsets.
194  *
195  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
196  * slab an object belongs to.
197  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
198  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
199  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
200  * that does not use off-slab slabs.
201  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
202  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
203  * to have too many per slab.
204  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
205  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
206  */
207
208 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
209 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
210 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
211 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
212 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
213
214 /*
215  * struct slab
216  *
217  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
218  * for a slab, or allocated from an general cache.
219  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
220  */
221 struct slab {
222         struct list_head list;
223         unsigned long colouroff;
224         void *s_mem;            /* including colour offset */
225         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
226         kmem_bufctl_t free;
227         unsigned short nodeid;
228 };
229
230 /*
231  * struct slab_rcu
232  *
233  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
234  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
235  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
236  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
237  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
238  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
239  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
240  *
241  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
242  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
243  *
244  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
245  */
246 struct slab_rcu {
247         struct rcu_head head;
248         struct kmem_cache *cachep;
249         void *addr;
250 };
251
252 /*
253  * struct array_cache
254  *
255  * Purpose:
256  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
257  * - reduce the number of linked list operations
258  * - reduce spinlock operations
259  *
260  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
261  * footprint.
262  *
263  */
264 struct array_cache {
265         unsigned int avail;
266         unsigned int limit;
267         unsigned int batchcount;
268         unsigned int touched;
269         spinlock_t lock;
270         void *entry[];  /*
271                          * Must have this definition in here for the proper
272                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
273                          * the entries.
274                          */
275 };
276
277 /*
278  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
279  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
280  */
281 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
282 struct arraycache_init {
283         struct array_cache cache;
284         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
285 };
286
287 /*
288  * The slab lists for all objects.
289  */
290 struct kmem_list3 {
291         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
292         struct list_head slabs_full;
293         struct list_head slabs_free;
294         unsigned long free_objects;
295         unsigned int free_limit;
296         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
297         spinlock_t list_lock;
298         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
299         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
300         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
301         int free_touched;               /* updated without locking */
302 };
303
304 /*
305  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
306  */
307 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
308 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
309 #define CACHE_CACHE 0
310 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
311 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
312
313 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
314                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
315 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
316                         int node);
317 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
318 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
319
320 /*
321  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
322  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
323  */
324 static __always_inline int index_of(const size_t size)
325 {
326         extern void __bad_size(void);
327
328         if (__builtin_constant_p(size)) {
329                 int i = 0;
330
331 #define CACHE(x) \
332         if (size <=x) \
333                 return i; \
334         else \
335                 i++;
336 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
337 #undef CACHE
338                 __bad_size();
339         } else
340                 __bad_size();
341         return 0;
342 }
343
344 static int slab_early_init = 1;
345
346 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
347 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
348
349 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
350 {
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
353         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
354         parent->shared = NULL;
355         parent->alien = NULL;
356         parent->colour_next = 0;
357         spin_lock_init(&parent->list_lock);
358         parent->free_objects = 0;
359         parent->free_touched = 0;
360 }
361
362 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
363         do {                                                            \
364                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
365                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
366         } while (0)
367
368 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
369         do {                                                            \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
372         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
373         } while (0)
374
375 /*
376  * struct kmem_cache
377  *
378  * manages a cache.
379  */
380
381 struct kmem_cache {
382 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
383         struct array_cache *array[NR_CPUS];
384 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
385         unsigned int batchcount;
386         unsigned int limit;
387         unsigned int shared;
388
389         unsigned int buffer_size;
390         u32 reciprocal_buffer_size;
391 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
392
393         unsigned int flags;             /* constant flags */
394         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
395
396 /* 4) cache_grow/shrink */
397         /* order of pgs per slab (2^n) */
398         unsigned int gfporder;
399
400         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
401         gfp_t gfpflags;
402
403         size_t colour;                  /* cache colouring range */
404         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
405         struct kmem_cache *slabp_cache;
406         unsigned int slab_size;
407         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
408
409         /* constructor func */
410         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *);
411
412 /* 5) cache creation/removal */
413         const char *name;
414         struct list_head next;
415
416 /* 6) statistics */
417 #if STATS
418         unsigned long num_active;
419         unsigned long num_allocations;
420         unsigned long high_mark;
421         unsigned long grown;
422         unsigned long reaped;
423         unsigned long errors;
424         unsigned long max_freeable;
425         unsigned long node_allocs;
426         unsigned long node_frees;
427         unsigned long node_overflow;
428         atomic_t allochit;
429         atomic_t allocmiss;
430         atomic_t freehit;
431         atomic_t freemiss;
432 #endif
433 #if DEBUG
434         /*
435          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
436          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
437          * object size including these internal fields, the following two
438          * variables contain the offset to the user object and its size.
439          */
440         int obj_offset;
441         int obj_size;
442 #endif
443         /*
444          * We put nodelists[] at the end of kmem_cache, because we want to size
445          * this array to nr_node_ids slots instead of MAX_NUMNODES
446          * (see kmem_cache_init())
447          * We still use [MAX_NUMNODES] and not [1] or [0] because cache_cache
448          * is statically defined, so we reserve the max number of nodes.
449          */
450         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
451         /*
452          * Do not add fields after nodelists[]
453          */
454 };
455
456 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
457 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
458
459 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
460 /*
461  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
462  * cpucache drain/refill cycles.
463  *
464  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
465  * which could lock up otherwise freeable slabs.
466  */
467 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
468 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
469
470 #if STATS
471 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
472 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
473 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
474 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
475 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
476 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
477         do {                                                            \
478                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
479                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
480         } while (0)
481 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
482 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
483 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
484 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
485 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
486         do {                                                            \
487                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
488                         (x)->max_freeable = i;                          \
489         } while (0)
490 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
491 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
492 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
493 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
494 #else
495 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
496 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
497 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
498 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
499 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
500 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
501 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
502 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
503 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
504 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
505 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
506 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
507 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
508 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
509 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
510 #endif
511
512 #if DEBUG
513
514 /*
515  * memory layout of objects:
516  * 0            : objp
517  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
518  *              the end of an object is aligned with the end of the real
519  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
520  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
521  *              redzone word.
522  * cachep->obj_offset: The real object.
523  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
524  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
525  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
526  */
527 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
528 {
529         return cachep->obj_offset;
530 }
531
532 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
533 {
534         return cachep->obj_size;
535 }
536
537 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
538 {
539         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
540         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
541                                       sizeof(unsigned long long));
542 }
543
544 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
545 {
546         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
547         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
548                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
549                                               sizeof(unsigned long long) -
550                                               REDZONE_ALIGN);
551         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
552                                        sizeof(unsigned long long));
553 }
554
555 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
556 {
557         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
558         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
559 }
560
561 #else
562
563 #define obj_offset(x)                   0
564 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
565 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
566 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
567 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
568
569 #endif
570
571 /*
572  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
573  */
574 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
575 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
576 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
577
578 /*
579  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
580  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
581  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
582  */
583 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
584 {
585         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
586 }
587
588 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
589 {
590         page = compound_head(page);
591         BUG_ON(!PageSlab(page));
592         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
593 }
594
595 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
596 {
597         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
598 }
599
600 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
601 {
602         BUG_ON(!PageSlab(page));
603         return (struct slab *)page->lru.prev;
604 }
605
606 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
607 {
608         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
609         return page_get_cache(page);
610 }
611
612 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
613 {
614         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
615         return page_get_slab(page);
616 }
617
618 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
619                                  unsigned int idx)
620 {
621         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
622 }
623
624 /*
625  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
626  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
627  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
628  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
629  */
630 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
631                                         const struct slab *slab, void *obj)
632 {
633         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
634         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
635 }
636
637 /*
638  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
639  */
640 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
641 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
642 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
643         CACHE(ULONG_MAX)
644 #undef CACHE
645 };
646 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
647
648 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
649 struct cache_names {
650         char *name;
651         char *name_dma;
652 };
653
654 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
655 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
656 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
657         {NULL,}
658 #undef CACHE
659 };
660
661 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
662     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
663 static struct arraycache_init initarray_generic =
664     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
665
666 /* internal cache of cache description objs */
667 static struct kmem_cache cache_cache = {
668         .batchcount = 1,
669         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
670         .shared = 1,
671         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
672         .name = "kmem_cache",
673 };
674
675 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
676
677 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
678
679 /*
680  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
681  * for other slabs "off slab".
682  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
683  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
684  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
685  *
686  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
687  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
688  * then comes back up during hotplug
689  */
690 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
691 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
692
693 static inline void init_lock_keys(void)
694
695 {
696         int q;
697         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
698
699         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
700                 for_each_node(q) {
701                         struct array_cache **alc;
702                         int r;
703                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
704                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
705                                 continue;
706                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
707                         alc = l3->alien;
708                         /*
709                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
710                          * should go away when common slab code is taught to
711                          * work even without alien caches.
712                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
713                          * for alloc_alien_cache,
714                          */
715                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
716                                 continue;
717                         for_each_node(r) {
718                                 if (alc[r])
719                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
720                                              &on_slab_alc_key);
721                         }
722                 }
723                 s++;
724         }
725 }
726 #else
727 static inline void init_lock_keys(void)
728 {
729 }
730 #endif
731
732 /*
733  * Guard access to the cache-chain.
734  */
735 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
736 static struct list_head cache_chain;
737
738 /*
739  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
740  * until the general caches are up.
741  */
742 static enum {
743         NONE,
744         PARTIAL_AC,
745         PARTIAL_L3,
746         FULL
747 } g_cpucache_up;
748
749 /*
750  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
751  */
752 int slab_is_available(void)
753 {
754         return g_cpucache_up == FULL;
755 }
756
757 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
758
759 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
760 {
761         return cachep->array[smp_processor_id()];
762 }
763
764 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
765                                                         gfp_t gfpflags)
766 {
767         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
768
769 #if DEBUG
770         /* This happens if someone tries to call
771          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
772          * the generic caches are initialized.
773          */
774         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
775 #endif
776         if (!size)
777                 return ZERO_SIZE_PTR;
778
779         while (size > csizep->cs_size)
780                 csizep++;
781
782         /*
783          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
784          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
785          * for large kmalloc calls required.
786          */
787 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
788         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
789                 return csizep->cs_dmacachep;
790 #endif
791         return csizep->cs_cachep;
792 }
793
794 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
795 {
796         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
797 }
798
799 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
800 {
801         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
802 }
803
804 /*
805  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
806  */
807 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
808                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
809                            unsigned int *num)
810 {
811         int nr_objs;
812         size_t mgmt_size;
813         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
814
815         /*
816          * The slab management structure can be either off the slab or
817          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
818          * slab is used for:
819          *
820          * - The struct slab
821          * - One kmem_bufctl_t for each object
822          * - Padding to respect alignment of @align
823          * - @buffer_size bytes for each object
824          *
825          * If the slab management structure is off the slab, then the
826          * alignment will already be calculated into the size. Because
827          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
828          * correct alignment when allocated.
829          */
830         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
831                 mgmt_size = 0;
832                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
833
834                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
835                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
836         } else {
837                 /*
838                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
839                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
840                  * least @align. In the worst case, this result will
841                  * be one greater than the number of objects that fit
842                  * into the memory allocation when taking the padding
843                  * into account.
844                  */
845                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
846                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
847
848                 /*
849                  * This calculated number will be either the right
850                  * amount, or one greater than what we want.
851                  */
852                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
853                        > slab_size)
854                         nr_objs--;
855
856                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
857                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
858
859                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
860         }
861         *num = nr_objs;
862         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
863 }
864
865 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
866
867 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
868                         char *msg)
869 {
870         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
871                function, cachep->name, msg);
872         dump_stack();
873 }
874
875 /*
876  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
877  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
878  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
879  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
880  * line
881   */
882
883 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
884 static int numa_platform __read_mostly = 1;
885 static int __init noaliencache_setup(char *s)
886 {
887         use_alien_caches = 0;
888         return 1;
889 }
890 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
891
892 #ifdef CONFIG_NUMA
893 /*
894  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
895  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
896  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
897  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
898  */
899 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
900
901 static void init_reap_node(int cpu)
902 {
903         int node;
904
905         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
906         if (node == MAX_NUMNODES)
907                 node = first_node(node_online_map);
908
909         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
910 }
911
912 static void next_reap_node(void)
913 {
914         int node = __get_cpu_var(reap_node);
915
916         node = next_node(node, node_online_map);
917         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
918                 node = first_node(node_online_map);
919         __get_cpu_var(reap_node) = node;
920 }
921
922 #else
923 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
924 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
925 #endif
926
927 /*
928  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
929  * via the workqueue/eventd.
930  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
931  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
932  * lock.
933  */
934 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
935 {
936         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
937
938         /*
939          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
940          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
941          * at that time.
942          */
943         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
944                 init_reap_node(cpu);
945                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
946                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
947                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
948         }
949 }
950
951 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
952                                             int batchcount)
953 {
954         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
955         struct array_cache *nc = NULL;
956
957         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
958         if (nc) {
959                 nc->avail = 0;
960                 nc->limit = entries;
961                 nc->batchcount = batchcount;
962                 nc->touched = 0;
963                 spin_lock_init(&nc->lock);
964         }
965         return nc;
966 }
967
968 /*
969  * Transfer objects in one arraycache to another.
970  * Locking must be handled by the caller.
971  *
972  * Return the number of entries transferred.
973  */
974 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
975                 struct array_cache *from, unsigned int max)
976 {
977         /* Figure out how many entries to transfer */
978         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
979
980         if (!nr)
981                 return 0;
982
983         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
984                         sizeof(void *) *nr);
985
986         from->avail -= nr;
987         to->avail += nr;
988         to->touched = 1;
989         return nr;
990 }
991
992 #ifndef CONFIG_NUMA
993
994 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
995 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
996
997 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
998 {
999         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1000 }
1001
1002 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1003 {
1004 }
1005
1006 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1007 {
1008         return 0;
1009 }
1010
1011 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1012                 gfp_t flags)
1013 {
1014         return NULL;
1015 }
1016
1017 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1018                  gfp_t flags, int nodeid)
1019 {
1020         return NULL;
1021 }
1022
1023 #else   /* CONFIG_NUMA */
1024
1025 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1026 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1027
1028 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1029 {
1030         struct array_cache **ac_ptr;
1031         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1032         int i;
1033
1034         if (limit > 1)
1035                 limit = 12;
1036         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1037         if (ac_ptr) {
1038                 for_each_node(i) {
1039                         if (i == node || !node_online(i)) {
1040                                 ac_ptr[i] = NULL;
1041                                 continue;
1042                         }
1043                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1044                         if (!ac_ptr[i]) {
1045                                 for (i--; i >= 0; i--)
1046                                         kfree(ac_ptr[i]);
1047                                 kfree(ac_ptr);
1048                                 return NULL;
1049                         }
1050                 }
1051         }
1052         return ac_ptr;
1053 }
1054
1055 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1056 {
1057         int i;
1058
1059         if (!ac_ptr)
1060                 return;
1061         for_each_node(i)
1062             kfree(ac_ptr[i]);
1063         kfree(ac_ptr);
1064 }
1065
1066 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1067                                 struct array_cache *ac, int node)
1068 {
1069         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1070
1071         if (ac->avail) {
1072                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1073                 /*
1074                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1075                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1076                  * into the free lists and getting them back later.
1077                  */
1078                 if (rl3->shared)
1079                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1080
1081                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1082                 ac->avail = 0;
1083                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1084         }
1085 }
1086
1087 /*
1088  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1089  */
1090 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1091 {
1092         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1093
1094         if (l3->alien) {
1095                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1096
1097                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1098                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1099                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1100                 }
1101         }
1102 }
1103
1104 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1105                                 struct array_cache **alien)
1106 {
1107         int i = 0;
1108         struct array_cache *ac;
1109         unsigned long flags;
1110
1111         for_each_online_node(i) {
1112                 ac = alien[i];
1113                 if (ac) {
1114                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1115                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1116                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1117                 }
1118         }
1119 }
1120
1121 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1122 {
1123         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1124         int nodeid = slabp->nodeid;
1125         struct kmem_list3 *l3;
1126         struct array_cache *alien = NULL;
1127         int node;
1128
1129         node = numa_node_id();
1130
1131         /*
1132          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1133          * cache on this cpu.
1134          */
1135         if (likely(slabp->nodeid == node))
1136                 return 0;
1137
1138         l3 = cachep->nodelists[node];
1139         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1140         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1141                 alien = l3->alien[nodeid];
1142                 spin_lock(&alien->lock);
1143                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1144                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1145                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1146                 }
1147                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1148                 spin_unlock(&alien->lock);
1149         } else {
1150                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1151                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1152                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1153         }
1154         return 1;
1155 }
1156 #endif
1157
1158 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1159 {
1160         struct kmem_cache *cachep;
1161         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1162         int node = cpu_to_node(cpu);
1163         node_to_cpumask_ptr(mask, node);
1164
1165         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1166                 struct array_cache *nc;
1167                 struct array_cache *shared;
1168                 struct array_cache **alien;
1169
1170                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1171                 nc = cachep->array[cpu];
1172                 cachep->array[cpu] = NULL;
1173                 l3 = cachep->nodelists[node];
1174
1175                 if (!l3)
1176                         goto free_array_cache;
1177
1178                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1179
1180                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1181                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1182                 if (nc)
1183                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1184
1185                 if (!cpus_empty(*mask)) {
1186                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1187                         goto free_array_cache;
1188                 }
1189
1190                 shared = l3->shared;
1191                 if (shared) {
1192                         free_block(cachep, shared->entry,
1193                                    shared->avail, node);
1194                         l3->shared = NULL;
1195                 }
1196
1197                 alien = l3->alien;
1198                 l3->alien = NULL;
1199
1200                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1201
1202                 kfree(shared);
1203                 if (alien) {
1204                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1205                         free_alien_cache(alien);
1206                 }
1207 free_array_cache:
1208                 kfree(nc);
1209         }
1210         /*
1211          * In the previous loop, all the objects were freed to
1212          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1213          * shrink each nodelist to its limit.
1214          */
1215         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1216                 l3 = cachep->nodelists[node];
1217                 if (!l3)
1218                         continue;
1219                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1220         }
1221 }
1222
1223 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1224 {
1225         struct kmem_cache *cachep;
1226         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1227         int node = cpu_to_node(cpu);
1228         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1229
1230         /*
1231          * We need to do this right in the beginning since
1232          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1233          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1234          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1235          */
1236
1237         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1238                 /*
1239                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1240                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1241                  * node has not already allocated this
1242                  */
1243                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1244                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1245                         if (!l3)
1246                                 goto bad;
1247                         kmem_list3_init(l3);
1248                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1249                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1250
1251                         /*
1252                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1253                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1254                          * protection here.
1255                          */
1256                         cachep->nodelists[node] = l3;
1257                 }
1258
1259                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1260                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1261                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1262                         cachep->batchcount + cachep->num;
1263                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1264         }
1265
1266         /*
1267          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1268          * array caches
1269          */
1270         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1271                 struct array_cache *nc;
1272                 struct array_cache *shared = NULL;
1273                 struct array_cache **alien = NULL;
1274
1275                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1276                                         cachep->batchcount);
1277                 if (!nc)
1278                         goto bad;
1279                 if (cachep->shared) {
1280                         shared = alloc_arraycache(node,
1281                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1282                                 0xbaadf00d);
1283                         if (!shared) {
1284                                 kfree(nc);
1285                                 goto bad;
1286                         }
1287                 }
1288                 if (use_alien_caches) {
1289                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1290                         if (!alien) {
1291                                 kfree(shared);
1292                                 kfree(nc);
1293                                 goto bad;
1294                         }
1295                 }
1296                 cachep->array[cpu] = nc;
1297                 l3 = cachep->nodelists[node];
1298                 BUG_ON(!l3);
1299
1300                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1301                 if (!l3->shared) {
1302                         /*
1303                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1304                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1305                          */
1306                         l3->shared = shared;
1307                         shared = NULL;
1308                 }
1309 #ifdef CONFIG_NUMA
1310                 if (!l3->alien) {
1311                         l3->alien = alien;
1312                         alien = NULL;
1313                 }
1314 #endif
1315                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1316                 kfree(shared);
1317                 free_alien_cache(alien);
1318         }
1319         return 0;
1320 bad:
1321         cpuup_canceled(cpu);
1322         return -ENOMEM;
1323 }
1324
1325 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1326                                     unsigned long action, void *hcpu)
1327 {
1328         long cpu = (long)hcpu;
1329         int err = 0;
1330
1331         switch (action) {
1332         case CPU_UP_PREPARE:
1333         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1334                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1335                 err = cpuup_prepare(cpu);
1336                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1337                 break;
1338         case CPU_ONLINE:
1339         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1340                 start_cpu_timer(cpu);
1341                 break;
1342 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1343         case CPU_DOWN_PREPARE:
1344         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1345                 /*
1346                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1347                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1348                  * anything expensive but will only modify reap_work
1349                  * and reschedule the timer.
1350                 */
1351                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(reap_work, cpu));
1352                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1353                 per_cpu(reap_work, cpu).work.func = NULL;
1354                 break;
1355         case CPU_DOWN_FAILED:
1356         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1357                 start_cpu_timer(cpu);
1358                 break;
1359         case CPU_DEAD:
1360         case CPU_DEAD_FROZEN:
1361                 /*
1362                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1363                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1364                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1365                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1366                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1367                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1368                  */
1369                 /* fall through */
1370 #endif
1371         case CPU_UP_CANCELED:
1372         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1373                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1374                 cpuup_canceled(cpu);
1375                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1376                 break;
1377         }
1378         return err ? NOTIFY_BAD : NOTIFY_OK;
1379 }
1380
1381 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1382         &cpuup_callback, NULL, 0
1383 };
1384
1385 /*
1386  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1387  */
1388 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1389                         int nodeid)
1390 {
1391         struct kmem_list3 *ptr;
1392
1393         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1394         BUG_ON(!ptr);
1395
1396         local_irq_disable();
1397         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1398         /*
1399          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1400          */
1401         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1402
1403         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1404         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1405         local_irq_enable();
1406 }
1407
1408 /*
1409  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1410  * size of kmem_list3.
1411  */
1412 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1413 {
1414         int node;
1415
1416         for_each_online_node(node) {
1417                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1418                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1419                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1420                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1421         }
1422 }
1423
1424 /*
1425  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1426  * before smp_init().
1427  */
1428 void __init kmem_cache_init(void)
1429 {
1430         size_t left_over;
1431         struct cache_sizes *sizes;
1432         struct cache_names *names;
1433         int i;
1434         int order;
1435         int node;
1436
1437         if (num_possible_nodes() == 1) {
1438                 use_alien_caches = 0;
1439                 numa_platform = 0;
1440         }
1441
1442         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1443                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1444                 if (i < MAX_NUMNODES)
1445                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1446         }
1447         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1448
1449         /*
1450          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1451          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1452          */
1453         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1454                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1455
1456         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1457          * from caches that do not exist yet:
1458          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1459          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1460          *    cache_cache is statically allocated.
1461          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1462          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1463          *    array at the end of the bootstrap.
1464          * 2) Create the first kmalloc cache.
1465          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1466          *    An __init data area is used for the head array.
1467          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1468          *    head arrays.
1469          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1470          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1471          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1472          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1473          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1474          */
1475
1476         node = numa_node_id();
1477
1478         /* 1) create the cache_cache */
1479         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1480         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1481         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1482         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1483         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1484
1485         /*
1486          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1487          * can be less than MAX_NUMNODES.
1488          */
1489         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1490                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1491 #if DEBUG
1492         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1493 #endif
1494         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1495                                         cache_line_size());
1496         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1497                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1498
1499         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1500                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1501                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1502                 if (cache_cache.num)
1503                         break;
1504         }
1505         BUG_ON(!cache_cache.num);
1506         cache_cache.gfporder = order;
1507         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1508         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1509                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1510
1511         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1512         sizes = malloc_sizes;
1513         names = cache_names;
1514
1515         /*
1516          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1517          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1518          * bug.
1519          */
1520
1521         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1522                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1523                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1524                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1525                                         NULL);
1526
1527         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1528                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1529                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1530                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1531                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1532                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1533                                 NULL);
1534         }
1535
1536         slab_early_init = 0;
1537
1538         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1539                 /*
1540                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1541                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1542                  * eliminates "false sharing".
1543                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1544                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1545                  */
1546                 if (!sizes->cs_cachep) {
1547                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1548                                         sizes->cs_size,
1549                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1550                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1551                                         NULL);
1552                 }
1553 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1554                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1555                                         names->name_dma,
1556                                         sizes->cs_size,
1557                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1558                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1559                                                 SLAB_PANIC,
1560                                         NULL);
1561 #endif
1562                 sizes++;
1563                 names++;
1564         }
1565         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1566         {
1567                 struct array_cache *ptr;
1568
1569                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1570
1571                 local_irq_disable();
1572                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1573                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1574                        sizeof(struct arraycache_init));
1575                 /*
1576                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1577                  */
1578                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1579
1580                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1581                 local_irq_enable();
1582
1583                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1584
1585                 local_irq_disable();
1586                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1587                        != &initarray_generic.cache);
1588                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1589                        sizeof(struct arraycache_init));
1590                 /*
1591                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1592                  */
1593                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1594
1595                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1596                     ptr;
1597                 local_irq_enable();
1598         }
1599         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1600         {
1601                 int nid;
1602
1603                 for_each_online_node(nid) {
1604                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1605
1606                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1607                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1608
1609                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1610                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1611                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1612                         }
1613                 }
1614         }
1615
1616         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1617         {
1618                 struct kmem_cache *cachep;
1619                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1620                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1621                         if (enable_cpucache(cachep))
1622                                 BUG();
1623                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1624         }
1625
1626         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1627         init_lock_keys();
1628
1629
1630         /* Done! */
1631         g_cpucache_up = FULL;
1632
1633         /*
1634          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1635          * cpu_cache_get for all new cpus
1636          */
1637         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1638
1639         /*
1640          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1641          * of the kernel is not yet operational.
1642          */
1643 }
1644
1645 static int __init cpucache_init(void)
1646 {
1647         int cpu;
1648
1649         /*
1650          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1651          */
1652         for_each_online_cpu(cpu)
1653                 start_cpu_timer(cpu);
1654         return 0;
1655 }
1656 __initcall(cpucache_init);
1657
1658 /*
1659  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1660  *
1661  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1662  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1663  * would be relatively rare and ignorable.
1664  */
1665 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1666 {
1667         struct page *page;
1668         int nr_pages;
1669         int i;
1670
1671 #ifndef CONFIG_MMU
1672         /*
1673          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1674          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1675          */
1676         flags |= __GFP_COMP;
1677 #endif
1678
1679         flags |= cachep->gfpflags;
1680         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1681                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1682
1683         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1684         if (!page)
1685                 return NULL;
1686
1687         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1688         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1689                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1690                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1691         else
1692                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1693                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1694         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1695                 __SetPageSlab(page + i);
1696         return page_address(page);
1697 }
1698
1699 /*
1700  * Interface to system's page release.
1701  */
1702 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1703 {
1704         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1705         struct page *page = virt_to_page(addr);
1706         const unsigned long nr_freed = i;
1707
1708         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1709                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1710                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1711         else
1712                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1713                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1714         while (i--) {
1715                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1716                 __ClearPageSlab(page);
1717                 page++;
1718         }
1719         if (current->reclaim_state)
1720                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1721         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1722 }
1723
1724 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1725 {
1726         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1727         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1728
1729         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1730         if (OFF_SLAB(cachep))
1731                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1732 }
1733
1734 #if DEBUG
1735
1736 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1737 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1738                             unsigned long caller)
1739 {
1740         int size = obj_size(cachep);
1741
1742         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1743
1744         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1745                 return;
1746
1747         *addr++ = 0x12345678;
1748         *addr++ = caller;
1749         *addr++ = smp_processor_id();
1750         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1751         {
1752                 unsigned long *sptr = &caller;
1753                 unsigned long svalue;
1754
1755                 while (!kstack_end(sptr)) {
1756                         svalue = *sptr++;
1757                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1758                                 *addr++ = svalue;
1759                                 size -= sizeof(unsigned long);
1760                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1761                                         break;
1762                         }
1763                 }
1764
1765         }
1766         *addr++ = 0x87654321;
1767 }
1768 #endif
1769
1770 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1771 {
1772         int size = obj_size(cachep);
1773         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1774
1775         memset(addr, val, size);
1776         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1777 }
1778
1779 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1780 {
1781         int i;
1782         unsigned char error = 0;
1783         int bad_count = 0;
1784
1785         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1786         for (i = 0; i < limit; i++) {
1787                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1788                         error = data[offset + i];
1789                         bad_count++;
1790                 }
1791                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1792         }
1793         printk("\n");
1794
1795         if (bad_count == 1) {
1796                 error ^= POISON_FREE;
1797                 if (!(error & (error - 1))) {
1798                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1799                                         "bad RAM.\n");
1800 #ifdef CONFIG_X86
1801                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1802                                         "test tool.\n");
1803 #else
1804                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1805 #endif
1806                 }
1807         }
1808 }
1809 #endif
1810
1811 #if DEBUG
1812
1813 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1814 {
1815         int i, size;
1816         char *realobj;
1817
1818         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1819                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1820                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1821                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1822         }
1823
1824         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1825                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1826                         *dbg_userword(cachep, objp));
1827                 print_symbol("(%s)",
1828                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1829                 printk("\n");
1830         }
1831         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1832         size = obj_size(cachep);
1833         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1834                 int limit;
1835                 limit = 16;
1836                 if (i + limit > size)
1837                         limit = size - i;
1838                 dump_line(realobj, i, limit);
1839         }
1840 }
1841
1842 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1843 {
1844         char *realobj;
1845         int size, i;
1846         int lines = 0;
1847
1848         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1849         size = obj_size(cachep);
1850
1851         for (i = 0; i < size; i++) {
1852                 char exp = POISON_FREE;
1853                 if (i == size - 1)
1854                         exp = POISON_END;
1855                 if (realobj[i] != exp) {
1856                         int limit;
1857                         /* Mismatch ! */
1858                         /* Print header */
1859                         if (lines == 0) {
1860                                 printk(KERN_ERR
1861                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1862                                         cachep->name, realobj, size);
1863                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1864                         }
1865                         /* Hexdump the affected line */
1866                         i = (i / 16) * 16;
1867                         limit = 16;
1868                         if (i + limit > size)
1869                                 limit = size - i;
1870                         dump_line(realobj, i, limit);
1871                         i += 16;
1872                         lines++;
1873                         /* Limit to 5 lines */
1874                         if (lines > 5)
1875                                 break;
1876                 }
1877         }
1878         if (lines != 0) {
1879                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1880                  * exist:
1881                  */
1882                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1883                 unsigned int objnr;
1884
1885                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1886                 if (objnr) {
1887                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1888                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1889                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1890                                realobj, size);
1891                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1892                 }
1893                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1894                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1895                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1896                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1897                                realobj, size);
1898                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1899                 }
1900         }
1901 }
1902 #endif
1903
1904 #if DEBUG
1905 /**
1906  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1907  * @cachep: cache pointer being destroyed
1908  * @slabp: slab pointer being destroyed
1909  *
1910  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1911  * destroyed.
1912  */
1913 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1914 {
1915         int i;
1916         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1917                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1918
1919                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1920 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1921                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1922                                         OFF_SLAB(cachep))
1923                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1924                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1925                         else
1926                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1927 #else
1928                         check_poison_obj(cachep, objp);
1929 #endif
1930                 }
1931                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1932                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1933                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1934                                            "was overwritten");
1935                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1936                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1937                                            "was overwritten");
1938                 }
1939         }
1940 }
1941 #else
1942 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1943 {
1944 }
1945 #endif
1946
1947 /**
1948  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1949  * @cachep: cache pointer being destroyed
1950  * @slabp: slab pointer being destroyed
1951  *
1952  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1953  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1954  * cache-lock is not held/needed.
1955  */
1956 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1957 {
1958         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1959
1960         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1961         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1962                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1963
1964                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1965                 slab_rcu->cachep = cachep;
1966                 slab_rcu->addr = addr;
1967                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1968         } else {
1969                 kmem_freepages(cachep, addr);
1970                 if (OFF_SLAB(cachep))
1971                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1972         }
1973 }
1974
1975 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1976 {
1977         int i;
1978         struct kmem_list3 *l3;
1979
1980         for_each_online_cpu(i)
1981             kfree(cachep->array[i]);
1982
1983         /* NUMA: free the list3 structures */
1984         for_each_online_node(i) {
1985                 l3 = cachep->nodelists[i];
1986                 if (l3) {
1987                         kfree(l3->shared);
1988                         free_alien_cache(l3->alien);
1989                         kfree(l3);
1990                 }
1991         }
1992         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1993 }
1994
1995
1996 /**
1997  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1998  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1999  * @size: size of objects to be created in this cache.
2000  * @align: required alignment for the objects.
2001  * @flags: slab allocation flags
2002  *
2003  * Also calculates the number of objects per slab.
2004  *
2005  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2006  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2007  * towards high-order requests, this should be changed.
2008  */
2009 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2010                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2011 {
2012         unsigned long offslab_limit;
2013         size_t left_over = 0;
2014         int gfporder;
2015
2016         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2017                 unsigned int num;
2018                 size_t remainder;
2019
2020                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2021                 if (!num)
2022                         continue;
2023
2024                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2025                         /*
2026                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2027                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2028                          * looping condition in cache_grow().
2029                          */
2030                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2031                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2032
2033                         if (num > offslab_limit)
2034                                 break;
2035                 }
2036
2037                 /* Found something acceptable - save it away */
2038                 cachep->num = num;
2039                 cachep->gfporder = gfporder;
2040                 left_over = remainder;
2041
2042                 /*
2043                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2044                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2045                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2046                  */
2047                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2048                         break;
2049
2050                 /*
2051                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2052                  * currently bad for the gfp()s.
2053                  */
2054                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2055                         break;
2056
2057                 /*
2058                  * Acceptable internal fragmentation?
2059                  */
2060                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2061                         break;
2062         }
2063         return left_over;
2064 }
2065
2066 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2067 {
2068         if (g_cpucache_up == FULL)
2069                 return enable_cpucache(cachep);
2070
2071         if (g_cpucache_up == NONE) {
2072                 /*
2073                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2074                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2075                  * further caches will BUG().
2076                  */
2077                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2078
2079                 /*
2080                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2081                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2082                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2083                  */
2084                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2085                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2086                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2087                 else
2088                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2089         } else {
2090                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2091                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2092
2093                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2094                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2095                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2096                 } else {
2097                         int node;
2098                         for_each_online_node(node) {
2099                                 cachep->nodelists[node] =
2100                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2101                                                 GFP_KERNEL, node);
2102                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2103                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2104                         }
2105                 }
2106         }
2107         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2108                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2109                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2110
2111         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2112         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2113         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2114         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2115         cachep->batchcount = 1;
2116         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2117         return 0;
2118 }
2119
2120 /**
2121  * kmem_cache_create - Create a cache.
2122  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2123  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2124  * @align: The required alignment for the objects.
2125  * @flags: SLAB flags
2126  * @ctor: A constructor for the objects.
2127  *
2128  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2129  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2130  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2131  *
2132  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2133  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2134  *
2135  * The flags are
2136  *
2137  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2138  * to catch references to uninitialised memory.
2139  *
2140  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2141  * for buffer overruns.
2142  *
2143  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2144  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2145  * as davem.
2146  */
2147 struct kmem_cache *
2148 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2149         unsigned long flags,
2150         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2151 {
2152         size_t left_over, slab_size, ralign;
2153         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2154
2155         /*
2156          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2157          */
2158         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2159             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2160                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2161                                 name);
2162                 BUG();
2163         }
2164
2165         /*
2166          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2167          * cpu_online_map as well.  Please see cpuup_callback
2168          */
2169         get_online_cpus();
2170         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2171
2172         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2173                 char tmp;
2174                 int res;
2175
2176                 /*
2177                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2178                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2179                  * area of the module.  Print a warning.
2180                  */
2181                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2182                 if (res) {
2183                         printk(KERN_ERR
2184                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2185                                pc->buffer_size);
2186                         continue;
2187                 }
2188
2189                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2190                         printk(KERN_ERR
2191                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2192                         dump_stack();
2193                         goto oops;
2194                 }
2195         }
2196
2197 #if DEBUG
2198         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2199 #if FORCED_DEBUG
2200         /*
2201          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2202          * large objects, if the increased size would increase the object size
2203          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2204          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2205          */
2206         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2207                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2208                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2209         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2210                 flags |= SLAB_POISON;
2211 #endif
2212         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2213                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2214 #endif
2215         /*
2216          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2217          * isn't available.
2218          */
2219         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2220
2221         /*
2222          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2223          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2224          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2225          */
2226         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2227                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2228                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2229         }
2230
2231         /* calculate the final buffer alignment: */
2232
2233         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2234         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2235                 /*
2236                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2237                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2238                  * one cacheline.
2239                  */
2240                 ralign = cache_line_size();
2241                 while (size <= ralign / 2)
2242                         ralign /= 2;
2243         } else {
2244                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2245         }
2246
2247         /*
2248          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2249          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2250          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2251          */
2252         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2253                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2254
2255         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2256                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2257                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2258                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2259                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2260                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2261         }
2262
2263         /* 2) arch mandated alignment */
2264         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2265                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2266         }
2267         /* 3) caller mandated alignment */
2268         if (ralign < align) {
2269                 ralign = align;
2270         }
2271         /* disable debug if necessary */
2272         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2273                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2274         /*
2275          * 4) Store it.
2276          */
2277         align = ralign;
2278
2279         /* Get cache's description obj. */
2280         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, GFP_KERNEL);
2281         if (!cachep)
2282                 goto oops;
2283
2284 #if DEBUG
2285         cachep->obj_size = size;
2286
2287         /*
2288          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2289          * into align above.
2290          */
2291         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2292                 /* add space for red zone words */
2293                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2294                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2295         }
2296         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2297                 /* user store requires one word storage behind the end of
2298                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2299                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2300                  */
2301                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2302                         size += REDZONE_ALIGN;
2303                 else
2304                         size += BYTES_PER_WORD;
2305         }
2306 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2307         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2308             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2309                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2310                 size = PAGE_SIZE;
2311         }
2312 #endif
2313 #endif
2314
2315         /*
2316          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2317          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2318          * it too early on.)
2319          */
2320         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2321                 /*
2322                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2323                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2324                  */
2325                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2326
2327         size = ALIGN(size, align);
2328
2329         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2330
2331         if (!cachep->num) {
2332                 printk(KERN_ERR
2333                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2334                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2335                 cachep = NULL;
2336                 goto oops;
2337         }
2338         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2339                           + sizeof(struct slab), align);
2340
2341         /*
2342          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2343          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2344          */
2345         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2346                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2347                 left_over -= slab_size;
2348         }
2349
2350         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2351                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2352                 slab_size =
2353                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2354         }
2355
2356         cachep->colour_off = cache_line_size();
2357         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2358         if (cachep->colour_off < align)
2359                 cachep->colour_off = align;
2360         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2361         cachep->slab_size = slab_size;
2362         cachep->flags = flags;
2363         cachep->gfpflags = 0;
2364         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2365                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2366         cachep->buffer_size = size;
2367         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2368
2369         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2370                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2371                 /*
2372                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2373                  * But since we go off slab only for object size greater than
2374                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2375                  * this should not happen at all.
2376                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2377                  */
2378                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2379         }
2380         cachep->ctor = ctor;
2381         cachep->name = name;
2382
2383         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2384                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2385                 cachep = NULL;
2386                 goto oops;
2387         }
2388
2389         /* cache setup completed, link it into the list */
2390         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2391 oops:
2392         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2393                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2394                       name);
2395         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2396         put_online_cpus();
2397         return cachep;
2398 }
2399 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2400
2401 #if DEBUG
2402 static void check_irq_off(void)
2403 {
2404         BUG_ON(!irqs_disabled());
2405 }
2406
2407 static void check_irq_on(void)
2408 {
2409         BUG_ON(irqs_disabled());
2410 }
2411
2412 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2413 {
2414 #ifdef CONFIG_SMP
2415         check_irq_off();
2416         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2417 #endif
2418 }
2419
2420 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2421 {
2422 #ifdef CONFIG_SMP
2423         check_irq_off();
2424         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2425 #endif
2426 }
2427
2428 #else
2429 #define check_irq_off() do { } while(0)
2430 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2431 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2432 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2433 #endif
2434
2435 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2436                         struct array_cache *ac,
2437                         int force, int node);
2438
2439 static void do_drain(void *arg)
2440 {
2441         struct kmem_cache *cachep = arg;
2442         struct array_cache *ac;
2443         int node = numa_node_id();
2444
2445         check_irq_off();
2446         ac = cpu_cache_get(cachep);
2447         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2448         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2449         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2450         ac->avail = 0;
2451 }
2452
2453 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2454 {
2455         struct kmem_list3 *l3;
2456         int node;
2457
2458         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2459         check_irq_on();
2460         for_each_online_node(node) {
2461                 l3 = cachep->nodelists[node];
2462                 if (l3 && l3->alien)
2463                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2464         }
2465
2466         for_each_online_node(node) {
2467                 l3 = cachep->nodelists[node];
2468                 if (l3)
2469                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2470         }
2471 }
2472
2473 /*
2474  * Remove slabs from the list of free slabs.
2475  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2476  *
2477  * Returns the actual number of slabs released.
2478  */
2479 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2480                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2481 {
2482         struct list_head *p;
2483         int nr_freed;
2484         struct slab *slabp;
2485
2486         nr_freed = 0;
2487         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2488
2489                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2490                 p = l3->slabs_free.prev;
2491                 if (p == &l3->slabs_free) {
2492                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2493                         goto out;
2494                 }
2495
2496                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2497 #if DEBUG
2498                 BUG_ON(slabp->inuse);
2499 #endif
2500                 list_del(&slabp->list);
2501                 /*
2502                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2503                  * to the cache.
2504                  */
2505                 l3->free_objects -= cache->num;
2506                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2507                 slab_destroy(cache, slabp);
2508                 nr_freed++;
2509         }
2510 out:
2511         return nr_freed;
2512 }
2513
2514 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2515 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2516 {
2517         int ret = 0, i = 0;
2518         struct kmem_list3 *l3;
2519
2520         drain_cpu_caches(cachep);
2521
2522         check_irq_on();
2523         for_each_online_node(i) {
2524                 l3 = cachep->nodelists[i];
2525                 if (!l3)
2526                         continue;
2527
2528                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2529
2530                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2531                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2532         }
2533         return (ret ? 1 : 0);
2534 }
2535
2536 /**
2537  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2538  * @cachep: The cache to shrink.
2539  *
2540  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2541  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2542  */
2543 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2544 {
2545         int ret;
2546         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2547
2548         get_online_cpus();
2549         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2550         ret = __cache_shrink(cachep);
2551         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2552         put_online_cpus();
2553         return ret;
2554 }
2555 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2556
2557 /**
2558  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2559  * @cachep: the cache to destroy
2560  *
2561  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2562  *
2563  * It is expected this function will be called by a module when it is
2564  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2565  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2566  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2567  *
2568  * The cache must be empty before calling this function.
2569  *
2570  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2571  * during the kmem_cache_destroy().
2572  */
2573 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2574 {
2575         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2576
2577         /* Find the cache in the chain of caches. */
2578         get_online_cpus();
2579         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2580         /*
2581          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2582          */
2583         list_del(&cachep->next);
2584         if (__cache_shrink(cachep)) {
2585                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2586                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2587                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2588                 put_online_cpus();
2589                 return;
2590         }
2591
2592         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2593                 synchronize_rcu();
2594
2595         __kmem_cache_destroy(cachep);
2596         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2597         put_online_cpus();
2598 }
2599 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2600
2601 /*
2602  * Get the memory for a slab management obj.
2603  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2604  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2605  * come from the same cache which is getting created because,
2606  * when we are searching for an appropriate cache for these
2607  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2608  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2609  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2610  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2611  */
2612 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2613                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2614                                    int nodeid)
2615 {
2616         struct slab *slabp;
2617
2618         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2619                 /* Slab management obj is off-slab. */
2620                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2621                                               local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2622                 if (!slabp)
2623                         return NULL;
2624         } else {
2625                 slabp = objp + colour_off;
2626                 colour_off += cachep->slab_size;
2627         }
2628         slabp->inuse = 0;
2629         slabp->colouroff = colour_off;
2630         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2631         slabp->nodeid = nodeid;
2632         slabp->free = 0;
2633         return slabp;
2634 }
2635
2636 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2637 {
2638         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2639 }
2640
2641 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2642                             struct slab *slabp)
2643 {
2644         int i;
2645
2646         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2647                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2648 #if DEBUG
2649                 /* need to poison the objs? */
2650                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2651                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2652                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2653                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2654
2655                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2656                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2657                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2658                 }
2659                 /*
2660                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2661                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2662                  * They must also be threaded.
2663                  */
2664                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2665                         cachep->ctor(cachep, objp + obj_offset(cachep));
2666
2667                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2668                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2669                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2670                                            " end of an object");
2671                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2672                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2673                                            " start of an object");
2674                 }
2675                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2676                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2677                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2678                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2679 #else
2680                 if (cachep->ctor)
2681                         cachep->ctor(cachep, objp);
2682 #endif
2683                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2684         }
2685         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2686 }
2687
2688 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2689 {
2690         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2691                 if (flags & GFP_DMA)
2692                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2693                 else
2694                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2695         }
2696 }
2697
2698 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2699                                 int nodeid)
2700 {
2701         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2702         kmem_bufctl_t next;
2703
2704         slabp->inuse++;
2705         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2706 #if DEBUG
2707         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2708         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2709 #endif
2710         slabp->free = next;
2711
2712         return objp;
2713 }
2714
2715 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2716                                 void *objp, int nodeid)
2717 {
2718         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2719
2720 #if DEBUG
2721         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2722         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2723
2724         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2725                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2726                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2727                 BUG();
2728         }
2729 #endif
2730         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2731         slabp->free = objnr;
2732         slabp->inuse--;
2733 }
2734
2735 /*
2736  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2737  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2738  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2739  */
2740 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2741                            void *addr)
2742 {
2743         int nr_pages;
2744         struct page *page;
2745
2746         page = virt_to_page(addr);
2747
2748         nr_pages = 1;
2749         if (likely(!PageCompound(page)))
2750                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2751
2752         do {
2753                 page_set_cache(page, cache);
2754                 page_set_slab(page, slab);
2755                 page++;
2756         } while (--nr_pages);
2757 }
2758
2759 /*
2760  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2761  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2762  */
2763 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2764                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2765 {
2766         struct slab *slabp;
2767         size_t offset;
2768         gfp_t local_flags;
2769         struct kmem_list3 *l3;
2770
2771         /*
2772          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2773          * critical path in kmem_cache_alloc().
2774          */
2775         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2776         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2777
2778         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2779         check_irq_off();
2780         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2781         spin_lock(&l3->list_lock);
2782
2783         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2784         offset = l3->colour_next;
2785         l3->colour_next++;
2786         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2787                 l3->colour_next = 0;
2788         spin_unlock(&l3->list_lock);
2789
2790         offset *= cachep->colour_off;
2791
2792         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2793                 local_irq_enable();
2794
2795         /*
2796          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2797          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2798          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2799          * will eventually be caught here (where it matters).
2800          */
2801         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2802
2803         /*
2804          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2805          * 'nodeid'.
2806          */
2807         if (!objp)
2808                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2809         if (!objp)
2810                 goto failed;
2811
2812         /* Get slab management. */
2813         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2814                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2815         if (!slabp)
2816                 goto opps1;
2817
2818         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2819
2820         cache_init_objs(cachep, slabp);
2821
2822         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2823                 local_irq_disable();
2824         check_irq_off();
2825         spin_lock(&l3->list_lock);
2826
2827         /* Make slab active. */
2828         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2829         STATS_INC_GROWN(cachep);
2830         l3->free_objects += cachep->num;
2831         spin_unlock(&l3->list_lock);
2832         return 1;
2833 opps1:
2834         kmem_freepages(cachep, objp);
2835 failed:
2836         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2837                 local_irq_disable();
2838         return 0;
2839 }
2840
2841 #if DEBUG
2842
2843 /*
2844  * Perform extra freeing checks:
2845  * - detect bad pointers.
2846  * - POISON/RED_ZONE checking
2847  */
2848 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2849 {
2850         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2851                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2852                        (unsigned long)objp);
2853                 BUG();
2854         }
2855 }
2856
2857 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2858 {
2859         unsigned long long redzone1, redzone2;
2860
2861         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2862         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2863
2864         /*
2865          * Redzone is ok.
2866          */
2867         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2868                 return;
2869
2870         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2871                 slab_error(cache, "double free detected");
2872         else
2873                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2874
2875         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2876                         obj, redzone1, redzone2);
2877 }
2878
2879 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2880                                    void *caller)
2881 {
2882         struct page *page;
2883         unsigned int objnr;
2884         struct slab *slabp;
2885
2886         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2887
2888         objp -= obj_offset(cachep);
2889         kfree_debugcheck(objp);
2890         page = virt_to_head_page(objp);
2891
2892         slabp = page_get_slab(page);
2893
2894         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2895                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2896                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2897                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2898         }
2899         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2900                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2901
2902         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2903
2904         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2905         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2906
2907 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2908         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2909 #endif
2910         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2911 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2912                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2913                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2914                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2915                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2916                 } else {
2917                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2918                 }
2919 #else
2920                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2921 #endif
2922         }
2923         return objp;
2924 }
2925
2926 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2927 {
2928         kmem_bufctl_t i;
2929         int entries = 0;
2930
2931         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2932         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2933                 entries++;
2934                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2935                         goto bad;
2936         }
2937         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2938 bad:
2939                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2940                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2941                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2942                 for (i = 0;
2943                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2944                      i++) {
2945                         if (i % 16 == 0)
2946                                 printk("\n%03x:", i);
2947                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2948                 }
2949                 printk("\n");
2950                 BUG();
2951         }
2952 }
2953 #else
2954 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2955 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2956 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2957 #endif
2958
2959 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2960 {
2961         int batchcount;
2962         struct kmem_list3 *l3;
2963         struct array_cache *ac;
2964         int node;
2965
2966 retry:
2967         check_irq_off();
2968         node = numa_node_id();
2969         ac = cpu_cache_get(cachep);
2970         batchcount = ac->batchcount;
2971         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2972                 /*
2973                  * If there was little recent activity on this cache, then
2974                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2975                  * refill bouncing.
2976                  */
2977                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2978         }
2979         l3 = cachep->nodelists[node];
2980
2981         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2982         spin_lock(&l3->list_lock);
2983
2984         /* See if we can refill from the shared array */
2985         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2986                 goto alloc_done;
2987
2988         while (batchcount > 0) {
2989                 struct list_head *entry;
2990                 struct slab *slabp;
2991                 /* Get slab alloc is to come from. */
2992                 entry = l3->slabs_partial.next;
2993                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2994                         l3->free_touched = 1;
2995                         entry = l3->slabs_free.next;
2996                         if (entry == &l3->slabs_free)
2997                                 goto must_grow;
2998                 }
2999
3000                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3001                 check_slabp(cachep, slabp);
3002                 check_spinlock_acquired(cachep);
3003
3004                 /*
3005                  * The slab was either on partial or free list so
3006                  * there must be at least one object available for
3007                  * allocation.
3008                  */
3009                 BUG_ON(slabp->inuse < 0 || slabp->inuse >= cachep->num);
3010
3011                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3012                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3013                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3014                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3015
3016                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3017                                                             node);
3018                 }
3019                 check_slabp(cachep, slabp);
3020
3021                 /* move slabp to correct slabp list: */
3022                 list_del(&slabp->list);
3023                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3024                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3025                 else
3026                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3027         }
3028
3029 must_grow:
3030         l3->free_objects -= ac->avail;
3031 alloc_done:
3032         spin_unlock(&l3->list_lock);
3033
3034         if (unlikely(!ac->avail)) {
3035                 int x;
3036                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3037
3038                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3039                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3040                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3041                         return NULL;
3042
3043                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3044                         goto retry;
3045         }
3046         ac->touched = 1;
3047         return ac->entry[--ac->avail];
3048 }
3049
3050 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3051                                                 gfp_t flags)
3052 {
3053         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3054 #if DEBUG
3055         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3056 #endif
3057 }
3058
3059 #if DEBUG
3060 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3061                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3062 {
3063         if (!objp)
3064                 return objp;
3065         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3066 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3067                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3068                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3069                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3070                 else
3071                         check_poison_obj(cachep, objp);
3072 #else
3073                 check_poison_obj(cachep, objp);
3074 #endif
3075                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3076         }
3077         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3078                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3079
3080         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3081                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3082                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3083                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3084                                                 " object was overwritten");
3085                         printk(KERN_ERR
3086                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3087                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3088                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3089                 }
3090                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3091                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3092         }
3093 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3094         {
3095                 struct slab *slabp;
3096                 unsigned objnr;
3097
3098                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3099                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3100                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3101         }
3102 #endif
3103         objp += obj_offset(cachep);
3104         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3105                 cachep->ctor(cachep, objp);
3106 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3107         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3108                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3109                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3110         }
3111 #endif
3112         return objp;
3113 }
3114 #else
3115 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3116 #endif
3117
3118 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
3119
3120 static struct failslab_attr {
3121
3122         struct fault_attr attr;
3123
3124         u32 ignore_gfp_wait;
3125 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3126         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
3127 #endif
3128
3129 } failslab = {
3130         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
3131         .ignore_gfp_wait = 1,
3132 };
3133
3134 static int __init setup_failslab(char *str)
3135 {
3136         return setup_fault_attr(&failslab.attr, str);
3137 }
3138 __setup("failslab=", setup_failslab);
3139
3140 static int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3141 {
3142         if (cachep == &cache_cache)
3143                 return 0;
3144         if (flags & __GFP_NOFAIL)
3145                 return 0;
3146         if (failslab.ignore_gfp_wait && (flags & __GFP_WAIT))
3147                 return 0;
3148
3149         return should_fail(&failslab.attr, obj_size(cachep));
3150 }
3151
3152 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3153
3154 static int __init failslab_debugfs(void)
3155 {
3156         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
3157         struct dentry *dir;
3158         int err;
3159
3160         err = init_fault_attr_dentries(&failslab.attr, "failslab");
3161         if (err)
3162                 return err;
3163         dir = failslab.attr.dentries.dir;
3164
3165         failslab.ignore_gfp_wait_file =
3166                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
3167                                       &failslab.ignore_gfp_wait);
3168
3169         if (!failslab.ignore_gfp_wait_file) {
3170                 err = -ENOMEM;
3171                 debugfs_remove(failslab.ignore_gfp_wait_file);
3172                 cleanup_fault_attr_dentries(&failslab.attr);
3173         }
3174
3175         return err;
3176 }
3177
3178 late_initcall(failslab_debugfs);
3179
3180 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
3181
3182 #else /* CONFIG_FAILSLAB */
3183
3184 static inline int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3185 {
3186         return 0;
3187 }
3188
3189 #endif /* CONFIG_FAILSLAB */
3190
3191 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3192 {
3193         void *objp;
3194         struct array_cache *ac;
3195
3196         check_irq_off();
3197
3198         ac = cpu_cache_get(cachep);
3199         if (likely(ac->avail)) {
3200                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3201                 ac->touched = 1;
3202                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3203         } else {
3204                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3205                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3206         }
3207         return objp;
3208 }
3209
3210 #ifdef CONFIG_NUMA
3211 /*
3212  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3213  *
3214  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3215  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3216  */
3217 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3218 {
3219         int nid_alloc, nid_here;
3220
3221         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3222                 return NULL;
3223         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3224         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3225                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3226         else if (current->mempolicy)
3227                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3228         if (nid_alloc != nid_here)
3229                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3230         return NULL;
3231 }
3232
3233 /*
3234  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3235  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3236  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3237  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3238  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3239  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3240  */
3241 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3242 {
3243         struct zonelist *zonelist;
3244         gfp_t local_flags;
3245         struct zone **z;
3246         void *obj = NULL;
3247         int nid;
3248
3249         if (flags & __GFP_THISNODE)
3250                 return NULL;
3251
3252         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3253                         ->node_zonelists[gfp_zone(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 (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++) {
3262                 nid = zone_to_nid(*z);
3263
3264                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
3265                         cache->nodelists[nid] &&
3266                         cache->nodelists[nid]->free_objects)
3267                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3268                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3269         }
3270
3271         if (!obj) {
3272                 /*
3273                  * This allocation will be performed within the constraints
3274                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3275                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3276                  * set and go into memory reserves if necessary.
3277                  */
3278                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3279                         local_irq_enable();
3280                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3281                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, -1);
3282                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3283                         local_irq_disable();
3284                 if (obj) {
3285                         /*
3286                          * Insert into the appropriate per node queues
3287                          */
3288                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3289                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3290                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3291                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3292                                 if (!obj)
3293                                         /*
3294                                          * Another processor may allocate the
3295                                          * objects in the slab since we are
3296                                          * not holding any locks.
3297                                          */
3298                                         goto retry;
3299                         } else {
3300                                 /* cache_grow already freed obj */
3301                                 obj = NULL;
3302                         }
3303                 }
3304         }
3305         return obj;
3306 }
3307
3308 /*
3309  * A interface to enable slab creation on nodeid
3310  */
3311 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3312                                 int nodeid)
3313 {
3314         struct list_head *entry;
3315         struct slab *slabp;
3316         struct kmem_list3 *l3;
3317         void *obj;
3318         int x;
3319
3320         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3321         BUG_ON(!l3);
3322
3323 retry:
3324         check_irq_off();
3325         spin_lock(&l3->list_lock);
3326         entry = l3->slabs_partial.next;
3327         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3328                 l3->free_touched = 1;
3329                 entry = l3->slabs_free.next;
3330                 if (entry == &l3->slabs_free)
3331                         goto must_grow;
3332         }
3333
3334         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3335         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3336         check_slabp(cachep, slabp);
3337
3338         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3339         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3340         STATS_SET_HIGH(cachep);
3341
3342         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3343
3344         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3345         check_slabp(cachep, slabp);
3346         l3->free_objects--;
3347         /* move slabp to correct slabp list: */
3348         list_del(&slabp->list);
3349
3350         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3351                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3352         else
3353                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3354
3355         spin_unlock(&l3->list_lock);
3356         goto done;
3357
3358 must_grow:
3359         spin_unlock(&l3->list_lock);
3360         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3361         if (x)
3362                 goto retry;
3363
3364         return fallback_alloc(cachep, flags);
3365
3366 done:
3367         return obj;
3368 }
3369
3370 /**
3371  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3372  * @cachep: The cache to allocate from.
3373  * @flags: See kmalloc().
3374  * @nodeid: node number of the target node.
3375  * @caller: return address of caller, used for debug information
3376  *
3377  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3378  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3379  *
3380  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3381  */
3382 static __always_inline void *
3383 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3384                    void *caller)
3385 {
3386         unsigned long save_flags;
3387         void *ptr;
3388
3389         if (should_failslab(cachep, flags))
3390                 return NULL;
3391
3392         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3393         local_irq_save(save_flags);
3394
3395         if (unlikely(nodeid == -1))
3396                 nodeid = numa_node_id();
3397
3398         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3399                 /* Node not bootstrapped yet */
3400                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3401                 goto out;
3402         }
3403
3404         if (nodeid == numa_node_id()) {
3405                 /*
3406                  * Use the locally cached objects if possible.
3407                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3408                  * to other nodes. It may fail while we still have
3409                  * objects on other nodes available.
3410                  */
3411                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3412                 if (ptr)
3413                         goto out;
3414         }
3415         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3416         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3417   out:
3418         local_irq_restore(save_flags);
3419         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3420
3421         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3422                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3423
3424         return ptr;
3425 }
3426
3427 static __always_inline void *
3428 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3429 {
3430         void *objp;
3431
3432         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3433                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3434                 if (objp)
3435                         goto out;
3436         }
3437         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3438
3439         /*
3440          * We may just have run out of memory on the local node.
3441          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3442          */
3443         if (!objp)
3444                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3445
3446   out:
3447         return objp;
3448 }
3449 #else
3450
3451 static __always_inline void *
3452 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3453 {
3454         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3455 }
3456
3457 #endif /* CONFIG_NUMA */
3458
3459 static __always_inline void *
3460 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3461 {
3462         unsigned long save_flags;
3463         void *objp;
3464
3465         if (should_failslab(cachep, flags))
3466                 return NULL;
3467
3468         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3469         local_irq_save(save_flags);
3470         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3471         local_irq_restore(save_flags);
3472         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3473         prefetchw(objp);
3474
3475         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3476                 memset(objp, 0, obj_size(cachep));
3477
3478         return objp;
3479 }
3480
3481 /*
3482  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3483  */
3484 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3485                        int node)
3486 {
3487         int i;
3488         struct kmem_list3 *l3;
3489
3490         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3491                 void *objp = objpp[i];
3492                 struct slab *slabp;
3493
3494                 slabp = virt_to_slab(objp);
3495                 l3 = cachep->nodelists[node];
3496                 list_del(&slabp->list);
3497                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3498                 check_slabp(cachep, slabp);
3499                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3500                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3501                 l3->free_objects++;
3502                 check_slabp(cachep, slabp);
3503
3504                 /* fixup slab chains */
3505                 if (slabp->inuse == 0) {
3506                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3507                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3508                                 /* No need to drop any previously held
3509                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3510                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3511                                  * a different cache, refer to comments before
3512                                  * alloc_slabmgmt.
3513                                  */
3514                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3515                         } else {
3516                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3517                         }
3518                 } else {
3519                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3520                          * partial list on free - maximum time for the
3521                          * other objects to be freed, too.
3522                          */
3523                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3524                 }
3525         }
3526 }
3527
3528 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3529 {
3530         int batchcount;
3531         struct kmem_list3 *l3;
3532         int node = numa_node_id();
3533
3534         batchcount = ac->batchcount;
3535 #if DEBUG
3536         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3537 #endif
3538         check_irq_off();
3539         l3 = cachep->nodelists[node];
3540         spin_lock(&l3->list_lock);
3541         if (l3->shared) {
3542                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3543                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3544                 if (max) {
3545                         if (batchcount > max)
3546                                 batchcount = max;
3547                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3548                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3549                         shared_array->avail += batchcount;
3550                         goto free_done;
3551                 }
3552         }
3553
3554         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3555 free_done:
3556 #if STATS
3557         {
3558                 int i = 0;
3559                 struct list_head *p;
3560
3561                 p = l3->slabs_free.next;
3562                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3563                         struct slab *slabp;
3564
3565                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3566                         BUG_ON(slabp->inuse);
3567
3568                         i++;
3569                         p = p->next;
3570                 }
3571                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3572         }
3573 #endif
3574         spin_unlock(&l3->list_lock);
3575         ac->avail -= batchcount;
3576         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3577 }
3578
3579 /*
3580  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3581  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3582  */
3583 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3584 {
3585         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3586
3587         check_irq_off();
3588         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3589
3590         /*
3591          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3592          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3593          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3594          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3595          * the cache.
3596          */
3597         if (numa_platform && cache_free_alien(cachep, objp))
3598                 return;
3599
3600         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3601                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3602                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3603                 return;
3604         } else {
3605                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3606                 cache_flusharray(cachep, ac);
3607                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3608         }
3609 }
3610
3611 /**
3612  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3613  * @cachep: The cache to allocate from.
3614  * @flags: See kmalloc().
3615  *
3616  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3617  * if the cache has no available objects.
3618  */
3619 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3620 {
3621         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3622 }
3623 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3624
3625 /**
3626  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might be a slab entry.
3627  * @cachep: the cache we're checking against
3628  * @ptr: pointer to validate
3629  *
3630  * This verifies that the untrusted pointer looks sane;
3631  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3632  * part of the slab cache in question, but it at least
3633  * validates that the pointer can be dereferenced and
3634  * looks half-way sane.
3635  *
3636  * Currently only used for dentry validation.
3637  */
3638 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3639 {
3640         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3641         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3642         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3643         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3644         struct page *page;
3645
3646         if (unlikely(addr < min_addr))
3647                 goto out;
3648         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3649                 goto out;
3650         if (unlikely(addr & align_mask))
3651                 goto out;
3652         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3653                 goto out;
3654         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3655                 goto out;
3656         page = virt_to_page(ptr);
3657         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3658                 goto out;
3659         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3660                 goto out;
3661         return 1;
3662 out:
3663         return 0;
3664 }
3665
3666 #ifdef CONFIG_NUMA
3667 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3668 {
3669         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3670                         __builtin_return_address(0));
3671 }
3672 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3673
3674 static __always_inline void *
3675 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3676 {
3677         struct kmem_cache *cachep;
3678
3679         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3680         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3681                 return cachep;
3682         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3683 }
3684
3685 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3686 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3687 {
3688         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3689                         __builtin_return_address(0));
3690 }
3691 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3692
3693 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3694                 int node, void *caller)
3695 {
3696         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3697 }
3698 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3699 #else
3700 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3701 {
3702         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3703 }
3704 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3705 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3706 #endif /* CONFIG_NUMA */
3707
3708 /**
3709  * __do_kmalloc - allocate memory
3710  * @size: how many bytes of memory are required.
3711  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3712  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3713  */
3714 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3715                                           void *caller)
3716 {
3717         struct kmem_cache *cachep;
3718
3719         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3720          * __ with kmem_.
3721          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3722          * functions.
3723          */
3724         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3725         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3726                 return cachep;
3727         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3728 }
3729
3730
3731 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3732 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3733 {
3734         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3735 }
3736 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3737
3738 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3739 {
3740         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3741 }
3742 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3743
3744 #else
3745 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3746 {
3747         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3748 }
3749 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3750 #endif
3751
3752 /**
3753  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3754  * @cachep: The cache the allocation was from.
3755  * @objp: The previously allocated object.
3756  *
3757  * Free an object which was previously allocated from this
3758  * cache.
3759  */
3760 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3761 {
3762         unsigned long flags;
3763
3764         local_irq_save(flags);
3765         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3766         __cache_free(cachep, objp);
3767         local_irq_restore(flags);
3768 }
3769 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3770
3771 /**
3772  * kfree - free previously allocated memory
3773  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3774  *
3775  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3776  *
3777  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3778  * or you will run into trouble.
3779  */
3780 void kfree(const void *objp)
3781 {
3782         struct kmem_cache *c;
3783         unsigned long flags;
3784
3785         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3786                 return;
3787         local_irq_save(flags);
3788         kfree_debugcheck(objp);
3789         c = virt_to_cache(objp);
3790         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3791         __cache_free(c, (void *)objp);
3792         local_irq_restore(flags);
3793 }
3794 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3795
3796 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3797 {
3798         return obj_size(cachep);
3799 }
3800 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3801
3802 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3803 {
3804         return cachep->name;
3805 }
3806 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3807
3808 /*
3809  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3810  */
3811 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3812 {
3813         int node;
3814         struct kmem_list3 *l3;
3815         struct array_cache *new_shared;
3816         struct array_cache **new_alien = NULL;
3817
3818         for_each_online_node(node) {
3819
3820                 if (use_alien_caches) {
3821                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3822                         if (!new_alien)
3823                                 goto fail;
3824                 }
3825
3826                 new_shared = NULL;
3827                 if (cachep->shared) {
3828                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3829                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3830                                         0xbaadf00d);
3831                         if (!new_shared) {
3832                                 free_alien_cache(new_alien);
3833                                 goto fail;
3834                         }
3835                 }
3836
3837                 l3 = cachep->nodelists[node];
3838                 if (l3) {
3839                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3840
3841                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3842
3843                         if (shared)
3844                                 free_block(cachep, shared->entry,
3845                                                 shared->avail, node);
3846
3847                         l3->shared = new_shared;
3848                         if (!l3->alien) {
3849                                 l3->alien = new_alien;
3850                                 new_alien = NULL;
3851                         }
3852                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3853                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3854                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3855                         kfree(shared);
3856                         free_alien_cache(new_alien);
3857                         continue;
3858                 }
3859                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3860                 if (!l3) {
3861                         free_alien_cache(new_alien);
3862                         kfree(new_shared);
3863                         goto fail;
3864                 }
3865
3866                 kmem_list3_init(l3);
3867                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3868                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3869                 l3->shared = new_shared;
3870                 l3->alien = new_alien;
3871                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3872                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3873                 cachep->nodelists[node] = l3;
3874         }
3875         return 0;
3876
3877 fail:
3878         if (!cachep->next.next) {
3879                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3880                 node--;
3881                 while (node >= 0) {
3882                         if (cachep->nodelists[node]) {
3883                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3884
3885                                 kfree(l3->shared);
3886                                 free_alien_cache(l3->alien);
3887                                 kfree(l3);
3888                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3889                         }
3890                         node--;
3891                 }
3892         }
3893         return -ENOMEM;
3894 }
3895
3896 struct ccupdate_struct {
3897         struct kmem_cache *cachep;
3898         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3899 };
3900
3901 static void do_ccupdate_local(void *info)
3902 {
3903         struct ccupdate_struct *new = info;
3904         struct array_cache *old;
3905
3906         check_irq_off();
3907         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3908
3909         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3910         new->new[smp_processor_id()] = old;
3911 }
3912
3913 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3914 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3915                                 int batchcount, int shared)
3916 {
3917         struct ccupdate_struct *new;
3918         int i;
3919
3920         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3921         if (!new)
3922                 return -ENOMEM;
3923
3924         for_each_online_cpu(i) {
3925                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3926                                                 batchcount);
3927                 if (!new->new[i]) {
3928                         for (i--; i >= 0; i--)
3929                                 kfree(new->new[i]);
3930                         kfree(new);
3931                         return -ENOMEM;
3932                 }
3933         }
3934         new->cachep = cachep;
3935
3936         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3937
3938         check_irq_on();
3939         cachep->batchcount = batchcount;
3940         cachep->limit = limit;
3941         cachep->shared = shared;
3942
3943         for_each_online_cpu(i) {
3944                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3945                 if (!ccold)
3946                         continue;
3947                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3948                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3949                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3950                 kfree(ccold);
3951         }
3952         kfree(new);
3953         return alloc_kmemlist(cachep);
3954 }
3955
3956 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3957 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3958 {
3959         int err;
3960         int limit, shared;
3961
3962         /*
3963          * The head array serves three purposes:
3964          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3965          * - reduce the number of spinlock operations.
3966          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3967          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3968          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3969          * Bonwick.
3970          */
3971         if (cachep->buffer_size > 131072)
3972                 limit = 1;
3973         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3974                 limit = 8;
3975         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3976                 limit = 24;
3977         else if (cachep->buffer_size > 256)
3978                 limit = 54;
3979         else
3980                 limit = 120;
3981
3982         /*
3983          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3984          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3985          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3986          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3987          * replaces Bonwick's magazine layer.
3988          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3989          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3990          */
3991         shared = 0;
3992         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3993                 shared = 8;
3994
3995 #if DEBUG
3996         /*
3997          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3998          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3999          */
4000         if (limit > 32)
4001                 limit = 32;
4002 #endif
4003         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
4004         if (err)
4005                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4006                        cachep->name, -err);
4007         return err;
4008 }
4009
4010 /*
4011  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4012  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4013  * if drain_array() is used on the shared array.
4014  */
4015 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4016                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4017 {
4018         int tofree;
4019
4020         if (!ac || !ac->avail)
4021                 return;
4022         if (ac->touched && !force) {
4023                 ac->touched = 0;
4024         } else {
4025                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4026                 if (ac->avail) {
4027                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4028                         if (tofree > ac->avail)
4029                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4030                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4031                         ac->avail -= tofree;
4032                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4033                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4034                 }
4035                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4036         }
4037 }
4038
4039 /**
4040  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4041  * @w: work descriptor
4042  *
4043  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4044  * Purpose:
4045  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4046  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4047  *
4048  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4049  * again on the next iteration.
4050  */
4051 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4052 {
4053         struct kmem_cache *searchp;
4054         struct kmem_list3 *l3;
4055         int node = numa_node_id();
4056         struct delayed_work *work =
4057                 container_of(w, struct delayed_work, work);
4058
4059         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4060                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4061                 goto out;
4062
4063         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4064                 check_irq_on();
4065
4066                 /*
4067                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4068                  * have established with reasonable certainty that
4069                  * we can do some work if the lock was obtained.
4070                  */
4071                 l3 = searchp->nodelists[node];
4072
4073                 reap_alien(searchp, l3);
4074
4075                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4076
4077                 /*
4078                  * These are racy checks but it does not matter
4079                  * if we skip one check or scan twice.
4080                  */
4081                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4082                         goto next;
4083
4084                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4085
4086                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4087
4088                 if (l3->free_touched)
4089                         l3->free_touched = 0;
4090                 else {
4091                         int freed;
4092
4093                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4094                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4095                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4096                 }
4097 next:
4098                 cond_resched();
4099         }
4100         check_irq_on();
4101         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4102         next_reap_node();
4103 out:
4104         /* Set up the next iteration */
4105         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4106 }
4107
4108 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4109
4110 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4111 {
4112         /*
4113          * Output format version, so at least we can change it
4114          * without _too_ many complaints.
4115          */
4116 #if STATS
4117         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4118 #else
4119         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4120 #endif
4121         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4122                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4123         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4124         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4125 #if STATS
4126         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4127                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4128         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4129 #endif
4130         seq_putc(m, '\n');
4131 }
4132
4133 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4134 {
4135         loff_t n = *pos;
4136
4137         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4138         if (!n)
4139                 print_slabinfo_header(m);
4140
4141         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4142 }
4143
4144 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4145 {
4146         return seq_list_next(p, &cache_chain, pos);
4147 }
4148
4149 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4150 {
4151         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4152 }
4153
4154 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4155 {
4156         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4157         struct slab *slabp;
4158         unsigned long active_objs;
4159         unsigned long num_objs;
4160         unsigned long active_slabs = 0;
4161         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4162         const char *name;
4163         char *error = NULL;
4164         int node;
4165         struct kmem_list3 *l3;
4166
4167         active_objs = 0;
4168         num_slabs = 0;
4169         for_each_online_node(node) {
4170                 l3 = cachep->nodelists[node];
4171                 if (!l3)
4172                         continue;
4173
4174                 check_irq_on();
4175                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4176
4177                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4178                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4179                                 error = "slabs_full accounting error";
4180                         active_objs += cachep->num;
4181                         active_slabs++;
4182                 }
4183                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4184                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4185                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4186                         if (!slabp->inuse && !error)
4187                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4188                         active_objs += slabp->inuse;
4189                         active_slabs++;
4190                 }
4191                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4192                         if (slabp->inuse && !error)
4193                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4194                         num_slabs++;
4195                 }
4196                 free_objects += l3->free_objects;
4197                 if (l3->shared)
4198                         shared_avail += l3->shared->avail;
4199
4200                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4201         }
4202         num_slabs += active_slabs;
4203         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4204         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4205                 error = "free_objects accounting error";
4206
4207         name = cachep->name;
4208         if (error)
4209                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4210
4211         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4212                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4213                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4214         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4215                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4216         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4217                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4218 #if STATS
4219         {                       /* list3 stats */
4220                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4221                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4222                 unsigned long grown = cachep->grown;
4223                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4224                 unsigned long errors = cachep->errors;
4225                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4226                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4227                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4228                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4229
4230                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4231                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4232                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4233                                 node_frees, overflows);
4234         }
4235         /* cpu stats */
4236         {
4237                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4238                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4239                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4240                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4241
4242                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4243                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4244         }
4245 #endif
4246         seq_putc(m, '\n');
4247         return 0;
4248 }
4249
4250 /*
4251  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4252  *
4253  * Output layout:
4254  * cache-name
4255  * num-active-objs
4256  * total-objs
4257  * object size
4258  * num-active-slabs
4259  * total-slabs
4260  * num-pages-per-slab
4261  * + further values on SMP and with statistics enabled
4262  */
4263
4264 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4265         .start = s_start,
4266         .next = s_next,
4267         .stop = s_stop,
4268         .show = s_show,
4269 };
4270
4271 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4272 /**
4273  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4274  * @file: unused
4275  * @buffer: user buffer
4276  * @count: data length
4277  * @ppos: unused
4278  */
4279 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4280                        size_t count, loff_t *ppos)
4281 {
4282         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4283         int limit, batchcount, shared, res;
4284         struct kmem_cache *cachep;
4285
4286         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4287                 return -EINVAL;
4288         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4289                 return -EFAULT;
4290         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4291
4292         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4293         if (!tmp)
4294                 return -EINVAL;
4295         *tmp = '\0';
4296         tmp++;
4297         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4298                 return -EINVAL;
4299
4300         /* Find the cache in the chain of caches. */
4301         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4302         res = -EINVAL;
4303         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4304                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4305                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4306                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4307                                 res = 0;
4308                         } else {
4309                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4310                                                        batchcount, shared);
4311                         }
4312                         break;
4313                 }
4314         }
4315         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4316         if (res >= 0)
4317                 res = count;
4318         return res;
4319 }
4320
4321 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4322
4323 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4324 {
4325         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4326         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4327 }
4328
4329 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4330 {
4331         unsigned long *p;
4332         int l;
4333         if (!v)
4334                 return 1;
4335         l = n[1];
4336         p = n + 2;
4337         while (l) {
4338                 int i = l/2;
4339                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4340                 if (*q == v) {
4341                         q[1]++;
4342                         return 1;
4343                 }
4344                 if (*q > v) {
4345                         l = i;
4346                 } else {
4347                         p = q + 2;
4348                         l -= i + 1;
4349                 }
4350         }
4351         if (++n[1] == n[0])
4352                 return 0;
4353         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4354         p[0] = v;
4355         p[1] = 1;
4356         return 1;
4357 }
4358
4359 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4360 {
4361         void *p;
4362         int i;
4363         if (n[0] == n[1])
4364                 return;
4365         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4366                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4367                         continue;
4368                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4369                         return;
4370         }
4371 }
4372
4373 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4374 {
4375 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4376         unsigned long offset, size;
4377         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4378
4379         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4380                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4381                 if (modname[0])
4382                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4383                 return;
4384         }
4385 #endif
4386         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4387 }
4388
4389 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4390 {
4391         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4392         struct slab *slabp;
4393         struct kmem_list3 *l3;
4394         const char *name;
4395         unsigned long *n = m->private;
4396         int node;
4397         int i;
4398
4399         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4400                 return 0;
4401         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4402                 return 0;
4403
4404         /* OK, we can do it */
4405
4406         n[1] = 0;
4407
4408         for_each_online_node(node) {
4409                 l3 = cachep->nodelists[node];
4410                 if (!l3)
4411                         continue;
4412
4413                 check_irq_on();
4414                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4415
4416                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4417                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4418                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4419                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4420                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4421         }
4422         name = cachep->name;
4423         if (n[0] == n[1]) {
4424                 /* Increase the buffer size */
4425                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4426                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4427                 if (!m->private) {
4428                         /* Too bad, we are really out */
4429                         m->private = n;
4430                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4431                         return -ENOMEM;
4432                 }
4433                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4434                 kfree(n);
4435                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4436                 /* Now make sure this entry will be retried */
4437                 m->count = m->size;
4438                 return 0;
4439         }
4440         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4441                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4442                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4443                 seq_putc(m, '\n');
4444         }
4445
4446         return 0;
4447 }
4448
4449 const struct seq_operations slabstats_op = {
4450         .start = leaks_start,
4451         .next = s_next,
4452         .stop = s_stop,
4453         .show = leaks_show,
4454 };
4455 #endif
4456 #endif
4457
4458 /**
4459  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4460  * @objp: Pointer to the object
4461  *
4462  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4463  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4464  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4465  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4466  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4467  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4468  * must not be freed during the duration of the call.
4469  */
4470 size_t ksize(const void *objp)
4471 {
4472         BUG_ON(!objp);
4473         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4474                 return 0;
4475
4476         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4477 }
4478 EXPORT_SYMBOL(ksize);