]> nv-tegra.nvidia Code Review - linux-2.6.git/blob - mm/slab.c
[PATCH] slab: respect architecture and caller mandated alignment
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/poison.h>
93 #include        <linux/swap.h>
94 #include        <linux/cache.h>
95 #include        <linux/interrupt.h>
96 #include        <linux/init.h>
97 #include        <linux/compiler.h>
98 #include        <linux/cpuset.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/rtmutex.h>
111
112 #include        <asm/uaccess.h>
113 #include        <asm/cacheflush.h>
114 #include        <asm/tlbflush.h>
115 #include        <asm/page.h>
116
117 /*
118  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
119  *                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
141 #ifndef cache_line_size
142 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
143 #endif
144
145 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
146 /*
147  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
148  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
149  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
150  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
151  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
152  * Note that this flag disables some debug features.
153  */
154 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
155 #endif
156
157 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
158 /*
159  * Enforce a minimum alignment for all caches.
160  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
161  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
162  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
163  * some debug features.
164  */
165 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
166 #endif
167
168 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
169 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
170 #endif
171
172 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
173 #if DEBUG
174 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
175                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
176                          SLAB_CACHE_DMA | \
177                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
178                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
179                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
180 #else
181 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
182                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
183                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
184                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
185 #endif
186
187 /*
188  * kmem_bufctl_t:
189  *
190  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
191  * linked offsets.
192  *
193  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
194  * slab an object belongs to.
195  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
196  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
197  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
198  * that does not use off-slab slabs.
199  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
200  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
201  * to have too many per slab.
202  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
203  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
204  */
205
206 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
207 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
208 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
209 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
210 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
211
212 /*
213  * struct slab
214  *
215  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
216  * for a slab, or allocated from an general cache.
217  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
218  */
219 struct slab {
220         struct list_head list;
221         unsigned long colouroff;
222         void *s_mem;            /* including colour offset */
223         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
224         kmem_bufctl_t free;
225         unsigned short nodeid;
226 };
227
228 /*
229  * struct slab_rcu
230  *
231  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
232  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
233  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
234  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
235  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
236  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
237  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
238  *
239  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
240  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
241  *
242  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
243  */
244 struct slab_rcu {
245         struct rcu_head head;
246         struct kmem_cache *cachep;
247         void *addr;
248 };
249
250 /*
251  * struct array_cache
252  *
253  * Purpose:
254  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
255  * - reduce the number of linked list operations
256  * - reduce spinlock operations
257  *
258  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
259  * footprint.
260  *
261  */
262 struct array_cache {
263         unsigned int avail;
264         unsigned int limit;
265         unsigned int batchcount;
266         unsigned int touched;
267         spinlock_t lock;
268         void *entry[0]; /*
269                          * Must have this definition in here for the proper
270                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
271                          * the entries.
272                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
273                          */
274 };
275
276 /*
277  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
278  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
279  */
280 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
281 struct arraycache_init {
282         struct array_cache cache;
283         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
284 };
285
286 /*
287  * The slab lists for all objects.
288  */
289 struct kmem_list3 {
290         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
291         struct list_head slabs_full;
292         struct list_head slabs_free;
293         unsigned long free_objects;
294         unsigned int free_limit;
295         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
296         spinlock_t list_lock;
297         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
298         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
299         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
300         int free_touched;               /* updated without locking */
301 };
302
303 /*
304  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
305  */
306 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
307 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
308 #define CACHE_CACHE 0
309 #define SIZE_AC 1
310 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
311
312 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
313                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
314 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
315                         int node);
316 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
317 static void cache_reap(void *unused);
318
319 /*
320  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
321  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
322  */
323 static __always_inline int index_of(const size_t size)
324 {
325         extern void __bad_size(void);
326
327         if (__builtin_constant_p(size)) {
328                 int i = 0;
329
330 #define CACHE(x) \
331         if (size <=x) \
332                 return i; \
333         else \
334                 i++;
335 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
336 #undef CACHE
337                 __bad_size();
338         } else
339                 __bad_size();
340         return 0;
341 }
342
343 static int slab_early_init = 1;
344
345 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
346 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
347
348 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
349 {
350         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
353         parent->shared = NULL;
354         parent->alien = NULL;
355         parent->colour_next = 0;
356         spin_lock_init(&parent->list_lock);
357         parent->free_objects = 0;
358         parent->free_touched = 0;
359 }
360
361 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
362         do {                                                            \
363                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
364                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
365         } while (0)
366
367 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
368         do {                                                            \
369         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
372         } while (0)
373
374 /*
375  * struct kmem_cache
376  *
377  * manages a cache.
378  */
379
380 struct kmem_cache {
381 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
382         struct array_cache *array[NR_CPUS];
383 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
384         unsigned int batchcount;
385         unsigned int limit;
386         unsigned int shared;
387
388         unsigned int buffer_size;
389 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
390         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
391
392         unsigned int flags;             /* constant flags */
393         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
394
395 /* 4) cache_grow/shrink */
396         /* order of pgs per slab (2^n) */
397         unsigned int gfporder;
398
399         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
400         gfp_t gfpflags;
401
402         size_t colour;                  /* cache colouring range */
403         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
404         struct kmem_cache *slabp_cache;
405         unsigned int slab_size;
406         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
407
408         /* constructor func */
409         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
410
411         /* de-constructor func */
412         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
413
414 /* 5) cache creation/removal */
415         const char *name;
416         struct list_head next;
417
418 /* 6) statistics */
419 #if STATS
420         unsigned long num_active;
421         unsigned long num_allocations;
422         unsigned long high_mark;
423         unsigned long grown;
424         unsigned long reaped;
425         unsigned long errors;
426         unsigned long max_freeable;
427         unsigned long node_allocs;
428         unsigned long node_frees;
429         unsigned long node_overflow;
430         atomic_t allochit;
431         atomic_t allocmiss;
432         atomic_t freehit;
433         atomic_t freemiss;
434 #endif
435 #if DEBUG
436         /*
437          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
438          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
439          * object size including these internal fields, the following two
440          * variables contain the offset to the user object and its size.
441          */
442         int obj_offset;
443         int obj_size;
444 #endif
445 };
446
447 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
448 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
449
450 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
451 /*
452  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
453  * cpucache drain/refill cycles.
454  *
455  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
456  * which could lock up otherwise freeable slabs.
457  */
458 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
459 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
460
461 #if STATS
462 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
463 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
464 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
465 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
466 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
467 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
468         do {                                                            \
469                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
470                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
471         } while (0)
472 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
473 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
474 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
475 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
476 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
477         do {                                                            \
478                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
479                         (x)->max_freeable = i;                          \
480         } while (0)
481 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
482 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
483 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
484 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
485 #else
486 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
487 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
488 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
489 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
490 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
491 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
492 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
493 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
494 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
495 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
496 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
497 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
498 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
499 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
500 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
501 #endif
502
503 #if DEBUG
504
505 /*
506  * memory layout of objects:
507  * 0            : objp
508  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
509  *              the end of an object is aligned with the end of the real
510  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
511  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
512  *              redzone word.
513  * cachep->obj_offset: The real object.
514  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
515  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
516  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
517  */
518 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
519 {
520         return cachep->obj_offset;
521 }
522
523 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
524 {
525         return cachep->obj_size;
526 }
527
528 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
529 {
530         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
531         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
532 }
533
534 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
535 {
536         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
537         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
538                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
539                                          2 * BYTES_PER_WORD);
540         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
541 }
542
543 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
544 {
545         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
546         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
547 }
548
549 #else
550
551 #define obj_offset(x)                   0
552 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
553 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
554 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
555 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
556
557 #endif
558
559 /*
560  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
561  * order.
562  */
563 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
564 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
565 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
566 #elif defined(CONFIG_MMU)
567 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
568 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
569 #else
570 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
571 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
572 #endif
573
574 /*
575  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
576  */
577 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
578 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
579 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
580
581 /*
582  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
583  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
584  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
585  */
586 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
587 {
588         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
589 }
590
591 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
592 {
593         if (unlikely(PageCompound(page)))
594                 page = (struct page *)page_private(page);
595         BUG_ON(!PageSlab(page));
596         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
597 }
598
599 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
600 {
601         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
602 }
603
604 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
605 {
606         if (unlikely(PageCompound(page)))
607                 page = (struct page *)page_private(page);
608         BUG_ON(!PageSlab(page));
609         return (struct slab *)page->lru.prev;
610 }
611
612 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
613 {
614         struct page *page = virt_to_page(obj);
615         return page_get_cache(page);
616 }
617
618 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
619 {
620         struct page *page = virt_to_page(obj);
621         return page_get_slab(page);
622 }
623
624 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
625                                  unsigned int idx)
626 {
627         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
628 }
629
630 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
631                                         struct slab *slab, void *obj)
632 {
633         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
634 }
635
636 /*
637  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
638  */
639 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
640 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
641 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
642         CACHE(ULONG_MAX)
643 #undef CACHE
644 };
645 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
646
647 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
648 struct cache_names {
649         char *name;
650         char *name_dma;
651 };
652
653 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
654 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
655 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
656         {NULL,}
657 #undef CACHE
658 };
659
660 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
661     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
662 static struct arraycache_init initarray_generic =
663     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
664
665 /* internal cache of cache description objs */
666 static struct kmem_cache cache_cache = {
667         .batchcount = 1,
668         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
669         .shared = 1,
670         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
671         .name = "kmem_cache",
672 #if DEBUG
673         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
674 #endif
675 };
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 static struct lock_class_key on_slab_key;
687
688 static inline void init_lock_keys(struct cache_sizes *s)
689 {
690         int q;
691
692         for (q = 0; q < MAX_NUMNODES; q++) {
693                 if (!s->cs_cachep->nodelists[q] || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
694                         continue;
695                 lockdep_set_class(&s->cs_cachep->nodelists[q]->list_lock,
696                                   &on_slab_key);
697         }
698 }
699
700 #else
701 static inline void init_lock_keys(struct cache_sizes *s)
702 {
703 }
704 #endif
705
706
707
708 /* Guard access to the cache-chain. */
709 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
710 static struct list_head cache_chain;
711
712 /*
713  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many slab-allocated pages
714  * are possibly freeable under pressure
715  *
716  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
717  */
718 atomic_t slab_reclaim_pages;
719
720 /*
721  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
722  * until the general caches are up.
723  */
724 static enum {
725         NONE,
726         PARTIAL_AC,
727         PARTIAL_L3,
728         FULL
729 } g_cpucache_up;
730
731 /*
732  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
733  */
734 int slab_is_available(void)
735 {
736         return g_cpucache_up == FULL;
737 }
738
739 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
740
741 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
742 {
743         return cachep->array[smp_processor_id()];
744 }
745
746 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
747                                                         gfp_t gfpflags)
748 {
749         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
750
751 #if DEBUG
752         /* This happens if someone tries to call
753          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
754          * the generic caches are initialized.
755          */
756         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
757 #endif
758         while (size > csizep->cs_size)
759                 csizep++;
760
761         /*
762          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
763          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
764          * for large kmalloc calls required.
765          */
766         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
767                 return csizep->cs_dmacachep;
768         return csizep->cs_cachep;
769 }
770
771 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
772 {
773         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
774 }
775
776 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
777 {
778         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
779 }
780
781 /*
782  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
783  */
784 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
785                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
786                            unsigned int *num)
787 {
788         int nr_objs;
789         size_t mgmt_size;
790         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
791
792         /*
793          * The slab management structure can be either off the slab or
794          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
795          * slab is used for:
796          *
797          * - The struct slab
798          * - One kmem_bufctl_t for each object
799          * - Padding to respect alignment of @align
800          * - @buffer_size bytes for each object
801          *
802          * If the slab management structure is off the slab, then the
803          * alignment will already be calculated into the size. Because
804          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
805          * correct alignment when allocated.
806          */
807         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
808                 mgmt_size = 0;
809                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
810
811                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
812                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
813         } else {
814                 /*
815                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
816                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
817                  * least @align. In the worst case, this result will
818                  * be one greater than the number of objects that fit
819                  * into the memory allocation when taking the padding
820                  * into account.
821                  */
822                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
823                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
824
825                 /*
826                  * This calculated number will be either the right
827                  * amount, or one greater than what we want.
828                  */
829                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
830                        > slab_size)
831                         nr_objs--;
832
833                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
834                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
835
836                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
837         }
838         *num = nr_objs;
839         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
840 }
841
842 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
843
844 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
845                         char *msg)
846 {
847         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
848                function, cachep->name, msg);
849         dump_stack();
850 }
851
852 #ifdef CONFIG_NUMA
853 /*
854  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
855  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
856  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
857  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
858  */
859 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
860
861 static void init_reap_node(int cpu)
862 {
863         int node;
864
865         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
866         if (node == MAX_NUMNODES)
867                 node = first_node(node_online_map);
868
869         __get_cpu_var(reap_node) = node;
870 }
871
872 static void next_reap_node(void)
873 {
874         int node = __get_cpu_var(reap_node);
875
876         /*
877          * Also drain per cpu pages on remote zones
878          */
879         if (node != numa_node_id())
880                 drain_node_pages(node);
881
882         node = next_node(node, node_online_map);
883         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
884                 node = first_node(node_online_map);
885         __get_cpu_var(reap_node) = node;
886 }
887
888 #else
889 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
890 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
891 #endif
892
893 /*
894  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
895  * via the workqueue/eventd.
896  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
897  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
898  * lock.
899  */
900 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
901 {
902         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
903
904         /*
905          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
906          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
907          * at that time.
908          */
909         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
910                 init_reap_node(cpu);
911                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
912                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
913         }
914 }
915
916 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
917                                             int batchcount)
918 {
919         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
920         struct array_cache *nc = NULL;
921
922         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
923         if (nc) {
924                 nc->avail = 0;
925                 nc->limit = entries;
926                 nc->batchcount = batchcount;
927                 nc->touched = 0;
928                 spin_lock_init(&nc->lock);
929         }
930         return nc;
931 }
932
933 /*
934  * Transfer objects in one arraycache to another.
935  * Locking must be handled by the caller.
936  *
937  * Return the number of entries transferred.
938  */
939 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
940                 struct array_cache *from, unsigned int max)
941 {
942         /* Figure out how many entries to transfer */
943         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
944
945         if (!nr)
946                 return 0;
947
948         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
949                         sizeof(void *) *nr);
950
951         from->avail -= nr;
952         to->avail += nr;
953         to->touched = 1;
954         return nr;
955 }
956
957 #ifdef CONFIG_NUMA
958 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
959 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
960
961 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
962 {
963         struct array_cache **ac_ptr;
964         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
965         int i;
966
967         if (limit > 1)
968                 limit = 12;
969         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
970         if (ac_ptr) {
971                 for_each_node(i) {
972                         if (i == node || !node_online(i)) {
973                                 ac_ptr[i] = NULL;
974                                 continue;
975                         }
976                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
977                         if (!ac_ptr[i]) {
978                                 for (i--; i <= 0; i--)
979                                         kfree(ac_ptr[i]);
980                                 kfree(ac_ptr);
981                                 return NULL;
982                         }
983                 }
984         }
985         return ac_ptr;
986 }
987
988 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
989 {
990         int i;
991
992         if (!ac_ptr)
993                 return;
994         for_each_node(i)
995             kfree(ac_ptr[i]);
996         kfree(ac_ptr);
997 }
998
999 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1000                                 struct array_cache *ac, int node)
1001 {
1002         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1003
1004         if (ac->avail) {
1005                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1006                 /*
1007                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1008                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1009                  * into the free lists and getting them back later.
1010                  */
1011                 if (rl3->shared)
1012                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1013
1014                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1015                 ac->avail = 0;
1016                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1017         }
1018 }
1019
1020 /*
1021  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1022  */
1023 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1024 {
1025         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1026
1027         if (l3->alien) {
1028                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1029
1030                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1031                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1032                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1033                 }
1034         }
1035 }
1036
1037 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1038                                 struct array_cache **alien)
1039 {
1040         int i = 0;
1041         struct array_cache *ac;
1042         unsigned long flags;
1043
1044         for_each_online_node(i) {
1045                 ac = alien[i];
1046                 if (ac) {
1047                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1048                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1049                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1050                 }
1051         }
1052 }
1053
1054 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1055 {
1056         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1057         int nodeid = slabp->nodeid;
1058         struct kmem_list3 *l3;
1059         struct array_cache *alien = NULL;
1060
1061         /*
1062          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1063          * cache on this cpu.
1064          */
1065         if (likely(slabp->nodeid == numa_node_id()))
1066                 return 0;
1067
1068         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
1069         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1070         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1071                 alien = l3->alien[nodeid];
1072                 spin_lock(&alien->lock);
1073                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1074                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1075                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1076                 }
1077                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1078                 spin_unlock(&alien->lock);
1079         } else {
1080                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1081                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1082                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1083         }
1084         return 1;
1085 }
1086
1087 #else
1088
1089 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1090 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1091
1092 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1093 {
1094         return (struct array_cache **) 0x01020304ul;
1095 }
1096
1097 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1098 {
1099 }
1100
1101 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1102 {
1103         return 0;
1104 }
1105
1106 #endif
1107
1108 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1109                                     unsigned long action, void *hcpu)
1110 {
1111         long cpu = (long)hcpu;
1112         struct kmem_cache *cachep;
1113         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1114         int node = cpu_to_node(cpu);
1115         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1116
1117         switch (action) {
1118         case CPU_UP_PREPARE:
1119                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1120                 /*
1121                  * We need to do this right in the beginning since
1122                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1123                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1124                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1125                  */
1126
1127                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1128                         /*
1129                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1130                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1131                          * node has not already allocated this
1132                          */
1133                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1134                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1135                                 if (!l3)
1136                                         goto bad;
1137                                 kmem_list3_init(l3);
1138                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1139                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1140
1141                                 /*
1142                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1143                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1144                                  * protection here.
1145                                  */
1146                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1147                         }
1148
1149                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1150                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1151                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1152                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1153                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1154                 }
1155
1156                 /*
1157                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1158                  * array caches
1159                  */
1160                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1161                         struct array_cache *nc;
1162                         struct array_cache *shared;
1163                         struct array_cache **alien;
1164
1165                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1166                                                 cachep->batchcount);
1167                         if (!nc)
1168                                 goto bad;
1169                         shared = alloc_arraycache(node,
1170                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1171                                         0xbaadf00d);
1172                         if (!shared)
1173                                 goto bad;
1174
1175                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1176                         if (!alien)
1177                                 goto bad;
1178                         cachep->array[cpu] = nc;
1179                         l3 = cachep->nodelists[node];
1180                         BUG_ON(!l3);
1181
1182                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1183                         if (!l3->shared) {
1184                                 /*
1185                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1186                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1187                                  */
1188                                 l3->shared = shared;
1189                                 shared = NULL;
1190                         }
1191 #ifdef CONFIG_NUMA
1192                         if (!l3->alien) {
1193                                 l3->alien = alien;
1194                                 alien = NULL;
1195                         }
1196 #endif
1197                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1198                         kfree(shared);
1199                         free_alien_cache(alien);
1200                 }
1201                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1202                 break;
1203         case CPU_ONLINE:
1204                 start_cpu_timer(cpu);
1205                 break;
1206 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1207         case CPU_DEAD:
1208                 /*
1209                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1210                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1211                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1212                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1213                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1214                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1215                  */
1216                 /* fall thru */
1217         case CPU_UP_CANCELED:
1218                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1219                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1220                         struct array_cache *nc;
1221                         struct array_cache *shared;
1222                         struct array_cache **alien;
1223                         cpumask_t mask;
1224
1225                         mask = node_to_cpumask(node);
1226                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1227                         nc = cachep->array[cpu];
1228                         cachep->array[cpu] = NULL;
1229                         l3 = cachep->nodelists[node];
1230
1231                         if (!l3)
1232                                 goto free_array_cache;
1233
1234                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1235
1236                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1237                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1238                         if (nc)
1239                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1240
1241                         if (!cpus_empty(mask)) {
1242                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1243                                 goto free_array_cache;
1244                         }
1245
1246                         shared = l3->shared;
1247                         if (shared) {
1248                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1249                                            l3->shared->avail, node);
1250                                 l3->shared = NULL;
1251                         }
1252
1253                         alien = l3->alien;
1254                         l3->alien = NULL;
1255
1256                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1257
1258                         kfree(shared);
1259                         if (alien) {
1260                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1261                                 free_alien_cache(alien);
1262                         }
1263 free_array_cache:
1264                         kfree(nc);
1265                 }
1266                 /*
1267                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1268                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1269                  * shrink each nodelist to its limit.
1270                  */
1271                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1272                         l3 = cachep->nodelists[node];
1273                         if (!l3)
1274                                 continue;
1275                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1276                 }
1277                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1278                 break;
1279 #endif
1280         }
1281         return NOTIFY_OK;
1282 bad:
1283         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1284         return NOTIFY_BAD;
1285 }
1286
1287 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1288         &cpuup_callback, NULL, 0
1289 };
1290
1291 /*
1292  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1293  */
1294 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1295                         int nodeid)
1296 {
1297         struct kmem_list3 *ptr;
1298
1299         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1300         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1301         BUG_ON(!ptr);
1302
1303         local_irq_disable();
1304         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1305         /*
1306          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1307          */
1308         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1309
1310         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1311         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1312         local_irq_enable();
1313 }
1314
1315 /*
1316  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1317  * before smp_init().
1318  */
1319 void __init kmem_cache_init(void)
1320 {
1321         size_t left_over;
1322         struct cache_sizes *sizes;
1323         struct cache_names *names;
1324         int i;
1325         int order;
1326
1327         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1328                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1329                 if (i < MAX_NUMNODES)
1330                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1331         }
1332
1333         /*
1334          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1335          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1336          */
1337         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1338                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1339
1340         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1341          * from caches that do not exist yet:
1342          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1343          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1344          *    cache_cache is statically allocated.
1345          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1346          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1347          *    array at the end of the bootstrap.
1348          * 2) Create the first kmalloc cache.
1349          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1350          *    An __init data area is used for the head array.
1351          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1352          *    head arrays.
1353          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1354          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1355          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1356          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1357          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1358          */
1359
1360         /* 1) create the cache_cache */
1361         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1362         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1363         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1364         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1365         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1366
1367         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1368                                         cache_line_size());
1369
1370         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1371                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1372                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1373                 if (cache_cache.num)
1374                         break;
1375         }
1376         BUG_ON(!cache_cache.num);
1377         cache_cache.gfporder = order;
1378         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1379         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1380                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1381
1382         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1383         sizes = malloc_sizes;
1384         names = cache_names;
1385
1386         /*
1387          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1388          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1389          * bug.
1390          */
1391
1392         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1393                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1394                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1395                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1396                                         NULL, NULL);
1397
1398         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1399                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1400                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1401                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1402                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1403                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1404                                 NULL, NULL);
1405         }
1406
1407         slab_early_init = 0;
1408
1409         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1410                 /*
1411                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1412                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1413                  * eliminates "false sharing".
1414                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1415                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1416                  */
1417                 if (!sizes->cs_cachep) {
1418                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1419                                         sizes->cs_size,
1420                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1421                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1422                                         NULL, NULL);
1423                 }
1424                 init_lock_keys(sizes);
1425
1426                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1427                                         sizes->cs_size,
1428                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1429                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1430                                                 SLAB_PANIC,
1431                                         NULL, NULL);
1432                 sizes++;
1433                 names++;
1434         }
1435         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1436         {
1437                 struct array_cache *ptr;
1438
1439                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1440
1441                 local_irq_disable();
1442                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1443                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1444                        sizeof(struct arraycache_init));
1445                 /*
1446                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1447                  */
1448                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1449
1450                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1451                 local_irq_enable();
1452
1453                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1454
1455                 local_irq_disable();
1456                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1457                        != &initarray_generic.cache);
1458                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1459                        sizeof(struct arraycache_init));
1460                 /*
1461                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1462                  */
1463                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1464
1465                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1466                     ptr;
1467                 local_irq_enable();
1468         }
1469         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1470         {
1471                 int node;
1472                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1473                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1474                           numa_node_id());
1475
1476                 for_each_online_node(node) {
1477                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1478                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1479
1480                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1481                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1482                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1483                                           node);
1484                         }
1485                 }
1486         }
1487
1488         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1489         {
1490                 struct kmem_cache *cachep;
1491                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1492                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1493                         enable_cpucache(cachep);
1494                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1495         }
1496
1497         /* Done! */
1498         g_cpucache_up = FULL;
1499
1500         /*
1501          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1502          * cpu_cache_get for all new cpus
1503          */
1504         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1505
1506         /*
1507          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1508          * of the kernel is not yet operational.
1509          */
1510 }
1511
1512 static int __init cpucache_init(void)
1513 {
1514         int cpu;
1515
1516         /*
1517          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1518          */
1519         for_each_online_cpu(cpu)
1520                 start_cpu_timer(cpu);
1521         return 0;
1522 }
1523 __initcall(cpucache_init);
1524
1525 /*
1526  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1527  *
1528  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1529  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1530  * would be relatively rare and ignorable.
1531  */
1532 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1533 {
1534         struct page *page;
1535         int nr_pages;
1536         int i;
1537
1538 #ifndef CONFIG_MMU
1539         /*
1540          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1541          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1542          */
1543         flags |= __GFP_COMP;
1544 #endif
1545         flags |= cachep->gfpflags;
1546
1547         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1548         if (!page)
1549                 return NULL;
1550
1551         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1552         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1553                 atomic_add(nr_pages, &slab_reclaim_pages);
1554         add_zone_page_state(page_zone(page), NR_SLAB, nr_pages);
1555         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1556                 __SetPageSlab(page + i);
1557         return page_address(page);
1558 }
1559
1560 /*
1561  * Interface to system's page release.
1562  */
1563 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1564 {
1565         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1566         struct page *page = virt_to_page(addr);
1567         const unsigned long nr_freed = i;
1568
1569         sub_zone_page_state(page_zone(page), NR_SLAB, nr_freed);
1570         while (i--) {
1571                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1572                 __ClearPageSlab(page);
1573                 page++;
1574         }
1575         if (current->reclaim_state)
1576                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1577         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1578         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1579                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1580 }
1581
1582 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1583 {
1584         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1585         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1586
1587         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1588         if (OFF_SLAB(cachep))
1589                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1590 }
1591
1592 #if DEBUG
1593
1594 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1595 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1596                             unsigned long caller)
1597 {
1598         int size = obj_size(cachep);
1599
1600         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1601
1602         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1603                 return;
1604
1605         *addr++ = 0x12345678;
1606         *addr++ = caller;
1607         *addr++ = smp_processor_id();
1608         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1609         {
1610                 unsigned long *sptr = &caller;
1611                 unsigned long svalue;
1612
1613                 while (!kstack_end(sptr)) {
1614                         svalue = *sptr++;
1615                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1616                                 *addr++ = svalue;
1617                                 size -= sizeof(unsigned long);
1618                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1619                                         break;
1620                         }
1621                 }
1622
1623         }
1624         *addr++ = 0x87654321;
1625 }
1626 #endif
1627
1628 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1629 {
1630         int size = obj_size(cachep);
1631         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1632
1633         memset(addr, val, size);
1634         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1635 }
1636
1637 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1638 {
1639         int i;
1640         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1641         for (i = 0; i < limit; i++)
1642                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1643         printk("\n");
1644 }
1645 #endif
1646
1647 #if DEBUG
1648
1649 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1650 {
1651         int i, size;
1652         char *realobj;
1653
1654         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1655                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1656                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1657                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1658         }
1659
1660         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1661                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1662                         *dbg_userword(cachep, objp));
1663                 print_symbol("(%s)",
1664                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1665                 printk("\n");
1666         }
1667         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1668         size = obj_size(cachep);
1669         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1670                 int limit;
1671                 limit = 16;
1672                 if (i + limit > size)
1673                         limit = size - i;
1674                 dump_line(realobj, i, limit);
1675         }
1676 }
1677
1678 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1679 {
1680         char *realobj;
1681         int size, i;
1682         int lines = 0;
1683
1684         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1685         size = obj_size(cachep);
1686
1687         for (i = 0; i < size; i++) {
1688                 char exp = POISON_FREE;
1689                 if (i == size - 1)
1690                         exp = POISON_END;
1691                 if (realobj[i] != exp) {
1692                         int limit;
1693                         /* Mismatch ! */
1694                         /* Print header */
1695                         if (lines == 0) {
1696                                 printk(KERN_ERR
1697                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1698                                         realobj, size);
1699                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1700                         }
1701                         /* Hexdump the affected line */
1702                         i = (i / 16) * 16;
1703                         limit = 16;
1704                         if (i + limit > size)
1705                                 limit = size - i;
1706                         dump_line(realobj, i, limit);
1707                         i += 16;
1708                         lines++;
1709                         /* Limit to 5 lines */
1710                         if (lines > 5)
1711                                 break;
1712                 }
1713         }
1714         if (lines != 0) {
1715                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1716                  * exist:
1717                  */
1718                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1719                 unsigned int objnr;
1720
1721                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1722                 if (objnr) {
1723                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1724                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1725                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1726                                realobj, size);
1727                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1728                 }
1729                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1730                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1731                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1732                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1733                                realobj, size);
1734                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1735                 }
1736         }
1737 }
1738 #endif
1739
1740 #if DEBUG
1741 /**
1742  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1743  * @cachep: cache pointer being destroyed
1744  * @slabp: slab pointer being destroyed
1745  *
1746  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1747  * destroyed.
1748  */
1749 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1750 {
1751         int i;
1752         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1753                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1754
1755                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1756 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1757                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1758                                         OFF_SLAB(cachep))
1759                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1760                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1761                         else
1762                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1763 #else
1764                         check_poison_obj(cachep, objp);
1765 #endif
1766                 }
1767                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1768                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1769                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1770                                            "was overwritten");
1771                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1772                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1773                                            "was overwritten");
1774                 }
1775                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1776                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1777         }
1778 }
1779 #else
1780 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1781 {
1782         if (cachep->dtor) {
1783                 int i;
1784                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1785                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1786                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1787                 }
1788         }
1789 }
1790 #endif
1791
1792 /**
1793  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1794  * @cachep: cache pointer being destroyed
1795  * @slabp: slab pointer being destroyed
1796  *
1797  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1798  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1799  * cache-lock is not held/needed.
1800  */
1801 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1802 {
1803         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1804
1805         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1806         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1807                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1808
1809                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1810                 slab_rcu->cachep = cachep;
1811                 slab_rcu->addr = addr;
1812                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1813         } else {
1814                 kmem_freepages(cachep, addr);
1815                 if (OFF_SLAB(cachep))
1816                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1817         }
1818 }
1819
1820 /*
1821  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1822  * size of kmem_list3.
1823  */
1824 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1825 {
1826         int node;
1827
1828         for_each_online_node(node) {
1829                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1830                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1831                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1832                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1833         }
1834 }
1835
1836 /**
1837  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1838  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1839  * @size: size of objects to be created in this cache.
1840  * @align: required alignment for the objects.
1841  * @flags: slab allocation flags
1842  *
1843  * Also calculates the number of objects per slab.
1844  *
1845  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1846  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1847  * towards high-order requests, this should be changed.
1848  */
1849 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1850                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1851 {
1852         unsigned long offslab_limit;
1853         size_t left_over = 0;
1854         int gfporder;
1855
1856         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1857                 unsigned int num;
1858                 size_t remainder;
1859
1860                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1861                 if (!num)
1862                         continue;
1863
1864                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1865                         /*
1866                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1867                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1868                          * looping condition in cache_grow().
1869                          */
1870                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1871                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1872
1873                         if (num > offslab_limit)
1874                                 break;
1875                 }
1876
1877                 /* Found something acceptable - save it away */
1878                 cachep->num = num;
1879                 cachep->gfporder = gfporder;
1880                 left_over = remainder;
1881
1882                 /*
1883                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1884                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1885                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1886                  */
1887                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1888                         break;
1889
1890                 /*
1891                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1892                  * currently bad for the gfp()s.
1893                  */
1894                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1895                         break;
1896
1897                 /*
1898                  * Acceptable internal fragmentation?
1899                  */
1900                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1901                         break;
1902         }
1903         return left_over;
1904 }
1905
1906 static void setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1907 {
1908         if (g_cpucache_up == FULL) {
1909                 enable_cpucache(cachep);
1910                 return;
1911         }
1912         if (g_cpucache_up == NONE) {
1913                 /*
1914                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
1915                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
1916                  * further caches will BUG().
1917                  */
1918                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1919
1920                 /*
1921                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
1922                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
1923                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
1924                  */
1925                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1926                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1927                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1928                 else
1929                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1930         } else {
1931                 cachep->array[smp_processor_id()] =
1932                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1933
1934                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1935                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1936                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1937                 } else {
1938                         int node;
1939                         for_each_online_node(node) {
1940                                 cachep->nodelists[node] =
1941                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1942                                                 GFP_KERNEL, node);
1943                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1944                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1945                         }
1946                 }
1947         }
1948         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1949                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1950                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1951
1952         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1953         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1954         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1955         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1956         cachep->batchcount = 1;
1957         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1958 }
1959
1960 /**
1961  * kmem_cache_create - Create a cache.
1962  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1963  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1964  * @align: The required alignment for the objects.
1965  * @flags: SLAB flags
1966  * @ctor: A constructor for the objects.
1967  * @dtor: A destructor for the objects.
1968  *
1969  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1970  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1971  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1972  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1973  *
1974  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1975  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
1976  *
1977  * The flags are
1978  *
1979  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1980  * to catch references to uninitialised memory.
1981  *
1982  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1983  * for buffer overruns.
1984  *
1985  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1986  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1987  * as davem.
1988  */
1989 struct kmem_cache *
1990 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1991         unsigned long flags,
1992         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1993         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1994 {
1995         size_t left_over, slab_size, ralign;
1996         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
1997
1998         /*
1999          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2000          */
2001         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2002             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
2003                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2004                                 name);
2005                 BUG();
2006         }
2007
2008         /*
2009          * Prevent CPUs from coming and going.
2010          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
2011          */
2012         lock_cpu_hotplug();
2013
2014         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2015
2016         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2017                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
2018                 char tmp;
2019                 int res;
2020
2021                 /*
2022                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2023                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2024                  * area of the module.  Print a warning.
2025                  */
2026                 set_fs(KERNEL_DS);
2027                 res = __get_user(tmp, pc->name);
2028                 set_fs(old_fs);
2029                 if (res) {
2030                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2031                                pc->buffer_size);
2032                         continue;
2033                 }
2034
2035                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2036                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2037                         dump_stack();
2038                         goto oops;
2039                 }
2040         }
2041
2042 #if DEBUG
2043         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2044         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
2045                 /* No constructor, but inital state check requested */
2046                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
2047                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
2048                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
2049         }
2050 #if FORCED_DEBUG
2051         /*
2052          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2053          * large objects, if the increased size would increase the object size
2054          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2055          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2056          */
2057         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2058                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2059         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2060                 flags |= SLAB_POISON;
2061 #endif
2062         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2063                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2064 #endif
2065         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2066                 BUG_ON(dtor);
2067
2068         /*
2069          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2070          * isn't available.
2071          */
2072         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2073
2074         /*
2075          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2076          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2077          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2078          */
2079         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2080                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2081                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2082         }
2083
2084         /* calculate the final buffer alignment: */
2085
2086         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2087         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2088                 /*
2089                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2090                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2091                  * one cacheline.
2092                  */
2093                 ralign = cache_line_size();
2094                 while (size <= ralign / 2)
2095                         ralign /= 2;
2096         } else {
2097                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2098         }
2099
2100         /*
2101          * Redzoning and user store require word alignment. Note this will be
2102          * overridden by architecture or caller mandated alignment if either
2103          * is greater than BYTES_PER_WORD.
2104          */
2105         if (flags & SLAB_RED_ZONE || flags & SLAB_STORE_USER)
2106                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2107
2108         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
2109         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2110                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2111                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2112                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2113         }
2114         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
2115         if (ralign < align) {
2116                 ralign = align;
2117                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2118                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2119         }
2120         /*
2121          * 4) Store it.
2122          */
2123         align = ralign;
2124
2125         /* Get cache's description obj. */
2126         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
2127         if (!cachep)
2128                 goto oops;
2129
2130 #if DEBUG
2131         cachep->obj_size = size;
2132
2133         /*
2134          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2135          * into align above.
2136          */
2137         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2138                 /* add space for red zone words */
2139                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2140                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2141         }
2142         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2143                 /* user store requires one word storage behind the end of
2144                  * the real object.
2145                  */
2146                 size += BYTES_PER_WORD;
2147         }
2148 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2149         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2150             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2151                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2152                 size = PAGE_SIZE;
2153         }
2154 #endif
2155 #endif
2156
2157         /*
2158          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2159          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2160          * it too early on.)
2161          */
2162         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2163                 /*
2164                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2165                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2166                  */
2167                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2168
2169         size = ALIGN(size, align);
2170
2171         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2172
2173         if (!cachep->num) {
2174                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2175                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2176                 cachep = NULL;
2177                 goto oops;
2178         }
2179         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2180                           + sizeof(struct slab), align);
2181
2182         /*
2183          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2184          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2185          */
2186         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2187                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2188                 left_over -= slab_size;
2189         }
2190
2191         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2192                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2193                 slab_size =
2194                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2195         }
2196
2197         cachep->colour_off = cache_line_size();
2198         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2199         if (cachep->colour_off < align)
2200                 cachep->colour_off = align;
2201         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2202         cachep->slab_size = slab_size;
2203         cachep->flags = flags;
2204         cachep->gfpflags = 0;
2205         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2206                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2207         cachep->buffer_size = size;
2208
2209         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
2210                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2211         cachep->ctor = ctor;
2212         cachep->dtor = dtor;
2213         cachep->name = name;
2214
2215
2216         setup_cpu_cache(cachep);
2217
2218         /* cache setup completed, link it into the list */
2219         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2220 oops:
2221         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2222                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2223                       name);
2224         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2225         unlock_cpu_hotplug();
2226         return cachep;
2227 }
2228 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2229
2230 #if DEBUG
2231 static void check_irq_off(void)
2232 {
2233         BUG_ON(!irqs_disabled());
2234 }
2235
2236 static void check_irq_on(void)
2237 {
2238         BUG_ON(irqs_disabled());
2239 }
2240
2241 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2242 {
2243 #ifdef CONFIG_SMP
2244         check_irq_off();
2245         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2246 #endif
2247 }
2248
2249 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2250 {
2251 #ifdef CONFIG_SMP
2252         check_irq_off();
2253         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2254 #endif
2255 }
2256
2257 #else
2258 #define check_irq_off() do { } while(0)
2259 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2260 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2261 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2262 #endif
2263
2264 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2265                         struct array_cache *ac,
2266                         int force, int node);
2267
2268 static void do_drain(void *arg)
2269 {
2270         struct kmem_cache *cachep = arg;
2271         struct array_cache *ac;
2272         int node = numa_node_id();
2273
2274         check_irq_off();
2275         ac = cpu_cache_get(cachep);
2276         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2277         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2278         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2279         ac->avail = 0;
2280 }
2281
2282 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2283 {
2284         struct kmem_list3 *l3;
2285         int node;
2286
2287         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2288         check_irq_on();
2289         for_each_online_node(node) {
2290                 l3 = cachep->nodelists[node];
2291                 if (l3 && l3->alien)
2292                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2293         }
2294
2295         for_each_online_node(node) {
2296                 l3 = cachep->nodelists[node];
2297                 if (l3)
2298                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2299         }
2300 }
2301
2302 /*
2303  * Remove slabs from the list of free slabs.
2304  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2305  *
2306  * Returns the actual number of slabs released.
2307  */
2308 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2309                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2310 {
2311         struct list_head *p;
2312         int nr_freed;
2313         struct slab *slabp;
2314
2315         nr_freed = 0;
2316         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2317
2318                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2319                 p = l3->slabs_free.prev;
2320                 if (p == &l3->slabs_free) {
2321                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2322                         goto out;
2323                 }
2324
2325                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2326 #if DEBUG
2327                 BUG_ON(slabp->inuse);
2328 #endif
2329                 list_del(&slabp->list);
2330                 /*
2331                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2332                  * to the cache.
2333                  */
2334                 l3->free_objects -= cache->num;
2335                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2336                 slab_destroy(cache, slabp);
2337                 nr_freed++;
2338         }
2339 out:
2340         return nr_freed;
2341 }
2342
2343 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2344 {
2345         int ret = 0, i = 0;
2346         struct kmem_list3 *l3;
2347
2348         drain_cpu_caches(cachep);
2349
2350         check_irq_on();
2351         for_each_online_node(i) {
2352                 l3 = cachep->nodelists[i];
2353                 if (!l3)
2354                         continue;
2355
2356                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2357
2358                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2359                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2360         }
2361         return (ret ? 1 : 0);
2362 }
2363
2364 /**
2365  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2366  * @cachep: The cache to shrink.
2367  *
2368  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2369  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2370  */
2371 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2372 {
2373         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2374
2375         return __cache_shrink(cachep);
2376 }
2377 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2378
2379 /**
2380  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2381  * @cachep: the cache to destroy
2382  *
2383  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2384  * Returns 0 on success.
2385  *
2386  * It is expected this function will be called by a module when it is
2387  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2388  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2389  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2390  *
2391  * The cache must be empty before calling this function.
2392  *
2393  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2394  * during the kmem_cache_destroy().
2395  */
2396 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2397 {
2398         int i;
2399         struct kmem_list3 *l3;
2400
2401         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2402
2403         /* Don't let CPUs to come and go */
2404         lock_cpu_hotplug();
2405
2406         /* Find the cache in the chain of caches. */
2407         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2408         /*
2409          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2410          */
2411         list_del(&cachep->next);
2412         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2413
2414         if (__cache_shrink(cachep)) {
2415                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2416                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2417                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2418                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2419                 unlock_cpu_hotplug();
2420                 return 1;
2421         }
2422
2423         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2424                 synchronize_rcu();
2425
2426         for_each_online_cpu(i)
2427             kfree(cachep->array[i]);
2428
2429         /* NUMA: free the list3 structures */
2430         for_each_online_node(i) {
2431                 l3 = cachep->nodelists[i];
2432                 if (l3) {
2433                         kfree(l3->shared);
2434                         free_alien_cache(l3->alien);
2435                         kfree(l3);
2436                 }
2437         }
2438         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2439         unlock_cpu_hotplug();
2440         return 0;
2441 }
2442 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2443
2444 /* Get the memory for a slab management obj. */
2445 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2446                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2447                                    int nodeid)
2448 {
2449         struct slab *slabp;
2450
2451         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2452                 /* Slab management obj is off-slab. */
2453                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2454                                               local_flags, nodeid);
2455                 if (!slabp)
2456                         return NULL;
2457         } else {
2458                 slabp = objp + colour_off;
2459                 colour_off += cachep->slab_size;
2460         }
2461         slabp->inuse = 0;
2462         slabp->colouroff = colour_off;
2463         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2464         slabp->nodeid = nodeid;
2465         return slabp;
2466 }
2467
2468 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2469 {
2470         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2471 }
2472
2473 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2474                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2475 {
2476         int i;
2477
2478         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2479                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2480 #if DEBUG
2481                 /* need to poison the objs? */
2482                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2483                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2484                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2485                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2486
2487                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2488                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2489                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2490                 }
2491                 /*
2492                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2493                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2494                  * They must also be threaded.
2495                  */
2496                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2497                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2498                                      ctor_flags);
2499
2500                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2501                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2502                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2503                                            " end of an object");
2504                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2505                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2506                                            " start of an object");
2507                 }
2508                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2509                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2510                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2511                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2512 #else
2513                 if (cachep->ctor)
2514                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2515 #endif
2516                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2517         }
2518         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2519         slabp->free = 0;
2520 }
2521
2522 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2523 {
2524         if (flags & SLAB_DMA)
2525                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2526         else
2527                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2528 }
2529
2530 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2531                                 int nodeid)
2532 {
2533         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2534         kmem_bufctl_t next;
2535
2536         slabp->inuse++;
2537         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2538 #if DEBUG
2539         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2540         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2541 #endif
2542         slabp->free = next;
2543
2544         return objp;
2545 }
2546
2547 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2548                                 void *objp, int nodeid)
2549 {
2550         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2551
2552 #if DEBUG
2553         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2554         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2555
2556         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2557                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2558                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2559                 BUG();
2560         }
2561 #endif
2562         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2563         slabp->free = objnr;
2564         slabp->inuse--;
2565 }
2566
2567 /*
2568  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2569  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2570  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2571  */
2572 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2573                            void *addr)
2574 {
2575         int nr_pages;
2576         struct page *page;
2577
2578         page = virt_to_page(addr);
2579
2580         nr_pages = 1;
2581         if (likely(!PageCompound(page)))
2582                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2583
2584         do {
2585                 page_set_cache(page, cache);
2586                 page_set_slab(page, slab);
2587                 page++;
2588         } while (--nr_pages);
2589 }
2590
2591 /*
2592  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2593  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2594  */
2595 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2596 {
2597         struct slab *slabp;
2598         void *objp;
2599         size_t offset;
2600         gfp_t local_flags;
2601         unsigned long ctor_flags;
2602         struct kmem_list3 *l3;
2603
2604         /*
2605          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2606          * critical path in kmem_cache_alloc().
2607          */
2608         BUG_ON(flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW));
2609         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2610                 return 0;
2611
2612         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2613         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2614         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2615                 /*
2616                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2617                  * this - it might need to know...
2618                  */
2619                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2620
2621         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2622         check_irq_off();
2623         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2624         spin_lock(&l3->list_lock);
2625
2626         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2627         offset = l3->colour_next;
2628         l3->colour_next++;
2629         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2630                 l3->colour_next = 0;
2631         spin_unlock(&l3->list_lock);
2632
2633         offset *= cachep->colour_off;
2634
2635         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2636                 local_irq_enable();
2637
2638         /*
2639          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2640          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2641          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2642          * will eventually be caught here (where it matters).
2643          */
2644         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2645
2646         /*
2647          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2648          * 'nodeid'.
2649          */
2650         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2651         if (!objp)
2652                 goto failed;
2653
2654         /* Get slab management. */
2655         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags, nodeid);
2656         if (!slabp)
2657                 goto opps1;
2658
2659         slabp->nodeid = nodeid;
2660         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2661
2662         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2663
2664         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2665                 local_irq_disable();
2666         check_irq_off();
2667         spin_lock(&l3->list_lock);
2668
2669         /* Make slab active. */
2670         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2671         STATS_INC_GROWN(cachep);
2672         l3->free_objects += cachep->num;
2673         spin_unlock(&l3->list_lock);
2674         return 1;
2675 opps1:
2676         kmem_freepages(cachep, objp);
2677 failed:
2678         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2679                 local_irq_disable();
2680         return 0;
2681 }
2682
2683 #if DEBUG
2684
2685 /*
2686  * Perform extra freeing checks:
2687  * - detect bad pointers.
2688  * - POISON/RED_ZONE checking
2689  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2690  */
2691 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2692 {
2693         struct page *page;
2694
2695         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2696                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2697                        (unsigned long)objp);
2698                 BUG();
2699         }
2700         page = virt_to_page(objp);
2701         if (!PageSlab(page)) {
2702                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2703                        (unsigned long)objp);
2704                 BUG();
2705         }
2706 }
2707
2708 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2709 {
2710         unsigned long redzone1, redzone2;
2711
2712         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2713         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2714
2715         /*
2716          * Redzone is ok.
2717          */
2718         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2719                 return;
2720
2721         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2722                 slab_error(cache, "double free detected");
2723         else
2724                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2725
2726         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2727                         obj, redzone1, redzone2);
2728 }
2729
2730 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2731                                    void *caller)
2732 {
2733         struct page *page;
2734         unsigned int objnr;
2735         struct slab *slabp;
2736
2737         objp -= obj_offset(cachep);
2738         kfree_debugcheck(objp);
2739         page = virt_to_page(objp);
2740
2741         slabp = page_get_slab(page);
2742
2743         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2744                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2745                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2746                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2747         }
2748         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2749                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2750
2751         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2752
2753         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2754         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2755
2756         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2757                 /*
2758                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2759                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2760                  * the cache-lock held.
2761                  */
2762                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2763                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2764         }
2765         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2766                 /* we want to cache poison the object,
2767                  * call the destruction callback
2768                  */
2769                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2770         }
2771 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2772         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2773 #endif
2774         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2775 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2776                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2777                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2778                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2779                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2780                 } else {
2781                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2782                 }
2783 #else
2784                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2785 #endif
2786         }
2787         return objp;
2788 }
2789
2790 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2791 {
2792         kmem_bufctl_t i;
2793         int entries = 0;
2794
2795         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2796         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2797                 entries++;
2798                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2799                         goto bad;
2800         }
2801         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2802 bad:
2803                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2804                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2805                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2806                 for (i = 0;
2807                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2808                      i++) {
2809                         if (i % 16 == 0)
2810                                 printk("\n%03x:", i);
2811                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2812                 }
2813                 printk("\n");
2814                 BUG();
2815         }
2816 }
2817 #else
2818 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2819 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2820 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2821 #endif
2822
2823 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2824 {
2825         int batchcount;
2826         struct kmem_list3 *l3;
2827         struct array_cache *ac;
2828
2829         check_irq_off();
2830         ac = cpu_cache_get(cachep);
2831 retry:
2832         batchcount = ac->batchcount;
2833         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2834                 /*
2835                  * If there was little recent activity on this cache, then
2836                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2837                  * refill bouncing.
2838                  */
2839                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2840         }
2841         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2842
2843         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2844         spin_lock(&l3->list_lock);
2845
2846         /* See if we can refill from the shared array */
2847         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2848                 goto alloc_done;
2849
2850         while (batchcount > 0) {
2851                 struct list_head *entry;
2852                 struct slab *slabp;
2853                 /* Get slab alloc is to come from. */
2854                 entry = l3->slabs_partial.next;
2855                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2856                         l3->free_touched = 1;
2857                         entry = l3->slabs_free.next;
2858                         if (entry == &l3->slabs_free)
2859                                 goto must_grow;
2860                 }
2861
2862                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2863                 check_slabp(cachep, slabp);
2864                 check_spinlock_acquired(cachep);
2865                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2866                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2867                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2868                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2869
2870                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2871                                                             numa_node_id());
2872                 }
2873                 check_slabp(cachep, slabp);
2874
2875                 /* move slabp to correct slabp list: */
2876                 list_del(&slabp->list);
2877                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2878                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2879                 else
2880                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2881         }
2882
2883 must_grow:
2884         l3->free_objects -= ac->avail;
2885 alloc_done:
2886         spin_unlock(&l3->list_lock);
2887
2888         if (unlikely(!ac->avail)) {
2889                 int x;
2890                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2891
2892                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2893                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2894                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2895                         return NULL;
2896
2897                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2898                         goto retry;
2899         }
2900         ac->touched = 1;
2901         return ac->entry[--ac->avail];
2902 }
2903
2904 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2905                                                 gfp_t flags)
2906 {
2907         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2908 #if DEBUG
2909         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2910 #endif
2911 }
2912
2913 #if DEBUG
2914 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2915                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
2916 {
2917         if (!objp)
2918                 return objp;
2919         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2920 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2921                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2922                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2923                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2924                 else
2925                         check_poison_obj(cachep, objp);
2926 #else
2927                 check_poison_obj(cachep, objp);
2928 #endif
2929                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2930         }
2931         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2932                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2933
2934         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2935                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2936                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2937                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2938                                                 " object was overwritten");
2939                         printk(KERN_ERR
2940                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
2941                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2942                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2943                 }
2944                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2945                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2946         }
2947 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2948         {
2949                 struct slab *slabp;
2950                 unsigned objnr;
2951
2952                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
2953                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2954                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
2955         }
2956 #endif
2957         objp += obj_offset(cachep);
2958         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2959                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2960
2961                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2962                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2963
2964                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2965         }
2966         return objp;
2967 }
2968 #else
2969 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2970 #endif
2971
2972 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2973 {
2974         void *objp;
2975         struct array_cache *ac;
2976
2977 #ifdef CONFIG_NUMA
2978         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
2979                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
2980                 if (objp != NULL)
2981                         return objp;
2982         }
2983 #endif
2984
2985         check_irq_off();
2986         ac = cpu_cache_get(cachep);
2987         if (likely(ac->avail)) {
2988                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2989                 ac->touched = 1;
2990                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2991         } else {
2992                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2993                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2994         }
2995         return objp;
2996 }
2997
2998 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
2999                                                 gfp_t flags, void *caller)
3000 {
3001         unsigned long save_flags;
3002         void *objp;
3003
3004         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3005
3006         local_irq_save(save_flags);
3007         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
3008         local_irq_restore(save_flags);
3009         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
3010                                             caller);
3011         prefetchw(objp);
3012         return objp;
3013 }
3014
3015 #ifdef CONFIG_NUMA
3016 /*
3017  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3018  *
3019  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3020  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3021  */
3022 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3023 {
3024         int nid_alloc, nid_here;
3025
3026         if (in_interrupt())
3027                 return NULL;
3028         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3029         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3030                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3031         else if (current->mempolicy)
3032                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3033         if (nid_alloc != nid_here)
3034                 return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3035         return NULL;
3036 }
3037
3038 /*
3039  * A interface to enable slab creation on nodeid
3040  */
3041 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3042                                 int nodeid)
3043 {
3044         struct list_head *entry;
3045         struct slab *slabp;
3046         struct kmem_list3 *l3;
3047         void *obj;
3048         int x;
3049
3050         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3051         BUG_ON(!l3);
3052
3053 retry:
3054         check_irq_off();
3055         spin_lock(&l3->list_lock);
3056         entry = l3->slabs_partial.next;
3057         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3058                 l3->free_touched = 1;
3059                 entry = l3->slabs_free.next;
3060                 if (entry == &l3->slabs_free)
3061                         goto must_grow;
3062         }
3063
3064         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3065         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3066         check_slabp(cachep, slabp);
3067
3068         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3069         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3070         STATS_SET_HIGH(cachep);
3071
3072         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3073
3074         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3075         check_slabp(cachep, slabp);
3076         l3->free_objects--;
3077         /* move slabp to correct slabp list: */
3078         list_del(&slabp->list);
3079
3080         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3081                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3082         else
3083                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3084
3085         spin_unlock(&l3->list_lock);
3086         goto done;
3087
3088 must_grow:
3089         spin_unlock(&l3->list_lock);
3090         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
3091
3092         if (!x)
3093                 return NULL;
3094
3095         goto retry;
3096 done:
3097         return obj;
3098 }
3099 #endif
3100
3101 /*
3102  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3103  */
3104 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3105                        int node)
3106 {
3107         int i;
3108         struct kmem_list3 *l3;
3109
3110         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3111                 void *objp = objpp[i];
3112                 struct slab *slabp;
3113
3114                 slabp = virt_to_slab(objp);
3115                 l3 = cachep->nodelists[node];
3116                 list_del(&slabp->list);
3117                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3118                 check_slabp(cachep, slabp);
3119                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3120                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3121                 l3->free_objects++;
3122                 check_slabp(cachep, slabp);
3123
3124                 /* fixup slab chains */
3125                 if (slabp->inuse == 0) {
3126                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3127                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3128                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3129                         } else {
3130                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3131                         }
3132                 } else {
3133                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3134                          * partial list on free - maximum time for the
3135                          * other objects to be freed, too.
3136                          */
3137                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3138                 }
3139         }
3140 }
3141
3142 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3143 {
3144         int batchcount;
3145         struct kmem_list3 *l3;
3146         int node = numa_node_id();
3147
3148         batchcount = ac->batchcount;
3149 #if DEBUG
3150         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3151 #endif
3152         check_irq_off();
3153         l3 = cachep->nodelists[node];
3154         spin_lock(&l3->list_lock);
3155         if (l3->shared) {
3156                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3157                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3158                 if (max) {
3159                         if (batchcount > max)
3160                                 batchcount = max;
3161                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3162                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3163                         shared_array->avail += batchcount;
3164                         goto free_done;
3165                 }
3166         }
3167
3168         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3169 free_done:
3170 #if STATS
3171         {
3172                 int i = 0;
3173                 struct list_head *p;
3174
3175                 p = l3->slabs_free.next;
3176                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3177                         struct slab *slabp;
3178
3179                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3180                         BUG_ON(slabp->inuse);
3181
3182                         i++;
3183                         p = p->next;
3184                 }
3185                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3186         }
3187 #endif
3188         spin_unlock(&l3->list_lock);
3189         ac->avail -= batchcount;
3190         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3191 }
3192
3193 /*
3194  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3195  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3196  */
3197 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3198 {
3199         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3200
3201         check_irq_off();
3202         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3203
3204         if (cache_free_alien(cachep, objp))
3205                 return;
3206
3207         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3208                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3209                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3210                 return;
3211         } else {
3212                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3213                 cache_flusharray(cachep, ac);
3214                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3215         }
3216 }
3217
3218 /**
3219  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3220  * @cachep: The cache to allocate from.
3221  * @flags: See kmalloc().
3222  *
3223  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3224  * if the cache has no available objects.
3225  */
3226 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3227 {
3228         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3229 }
3230 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3231
3232 /**
3233  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3234  * @cache: The cache to allocate from.
3235  * @flags: See kmalloc().
3236  *
3237  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3238  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3239  */
3240 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3241 {
3242         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3243         if (ret)
3244                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3245         return ret;
3246 }
3247 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3248
3249 /**
3250  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3251  *      be a slab entry.
3252  * @cachep: the cache we're checking against
3253  * @ptr: pointer to validate
3254  *
3255  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3256  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3257  * part of the slab cache in question, but it at least
3258  * validates that the pointer can be dereferenced and
3259  * looks half-way sane.
3260  *
3261  * Currently only used for dentry validation.
3262  */
3263 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3264 {
3265         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3266         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3267         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3268         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3269         struct page *page;
3270
3271         if (unlikely(addr < min_addr))
3272                 goto out;
3273         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3274                 goto out;
3275         if (unlikely(addr & align_mask))
3276                 goto out;
3277         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3278                 goto out;
3279         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3280                 goto out;
3281         page = virt_to_page(ptr);
3282         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3283                 goto out;
3284         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3285                 goto out;
3286         return 1;
3287 out:
3288         return 0;
3289 }
3290
3291 #ifdef CONFIG_NUMA
3292 /**
3293  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3294  * @cachep: The cache to allocate from.
3295  * @flags: See kmalloc().
3296  * @nodeid: node number of the target node.
3297  *
3298  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3299  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3300  * can improve the performance for cpu bound structures.
3301  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3302  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3303  */
3304 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3305 {
3306         unsigned long save_flags;
3307         void *ptr;
3308
3309         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3310         local_irq_save(save_flags);
3311
3312         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3313                         !cachep->nodelists[nodeid])
3314                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3315         else
3316                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3317         local_irq_restore(save_flags);
3318
3319         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3320                                            __builtin_return_address(0));
3321
3322         return ptr;
3323 }
3324 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3325
3326 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3327 {
3328         struct kmem_cache *cachep;
3329
3330         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3331         if (unlikely(cachep == NULL))
3332                 return NULL;
3333         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3334 }
3335 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3336 #endif
3337
3338 /**
3339  * __do_kmalloc - allocate memory
3340  * @size: how many bytes of memory are required.
3341  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3342  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3343  */
3344 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3345                                           void *caller)
3346 {
3347         struct kmem_cache *cachep;
3348
3349         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3350          * __ with kmem_.
3351          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3352          * functions.
3353          */
3354         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3355         if (unlikely(cachep == NULL))
3356                 return NULL;
3357         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3358 }
3359
3360
3361 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3362 {
3363 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3364         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3365 #else
3366         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3367 #endif
3368 }
3369 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3370
3371 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3372 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3373 {
3374         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3375 }
3376 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3377 #endif
3378
3379 #ifdef CONFIG_SMP
3380 /**
3381  * percpu_depopulate - depopulate per-cpu data for given cpu
3382  * @__pdata: per-cpu data to depopulate
3383  * @cpu: depopulate per-cpu data for this cpu
3384  *
3385  * Depopulating per-cpu data for a cpu going offline would be a typical
3386  * use case. You need to register a cpu hotplug handler for that purpose.
3387  */
3388 void percpu_depopulate(void *__pdata, int cpu)
3389 {
3390         struct percpu_data *pdata = __percpu_disguise(__pdata);
3391         if (pdata->ptrs[cpu]) {
3392                 kfree(pdata->ptrs[cpu]);
3393                 pdata->ptrs[cpu] = NULL;
3394         }
3395 }
3396 EXPORT_SYMBOL_GPL(percpu_depopulate);
3397
3398 /**
3399  * percpu_depopulate_mask - depopulate per-cpu data for some cpu's
3400  * @__pdata: per-cpu data to depopulate
3401  * @mask: depopulate per-cpu data for cpu's selected through mask bits
3402  */
3403 void __percpu_depopulate_mask(void *__pdata, cpumask_t *mask)
3404 {
3405         int cpu;
3406         for_each_cpu_mask(cpu, *mask)
3407                 percpu_depopulate(__pdata, cpu);
3408 }
3409 EXPORT_SYMBOL_GPL(__percpu_depopulate_mask);
3410
3411 /**
3412  * percpu_populate - populate per-cpu data for given cpu
3413  * @__pdata: per-cpu data to populate further
3414  * @size: size of per-cpu object
3415  * @gfp: may sleep or not etc.
3416  * @cpu: populate per-data for this cpu
3417  *
3418  * Populating per-cpu data for a cpu coming online would be a typical
3419  * use case. You need to register a cpu hotplug handler for that purpose.
3420  * Per-cpu object is populated with zeroed buffer.
3421  */
3422 void *percpu_populate(void *__pdata, size_t size, gfp_t gfp, int cpu)
3423 {
3424         struct percpu_data *pdata = __percpu_disguise(__pdata);
3425         int node = cpu_to_node(cpu);
3426
3427         BUG_ON(pdata->ptrs[cpu]);
3428         if (node_online(node)) {
3429                 /* FIXME: kzalloc_node(size, gfp, node) */
3430                 pdata->ptrs[cpu] = kmalloc_node(size, gfp, node);
3431                 if (pdata->ptrs[cpu])
3432                         memset(pdata->ptrs[cpu], 0, size);
3433         } else
3434                 pdata->ptrs[cpu] = kzalloc(size, gfp);
3435         return pdata->ptrs[cpu];
3436 }
3437 EXPORT_SYMBOL_GPL(percpu_populate);
3438
3439 /**
3440  * percpu_populate_mask - populate per-cpu data for more cpu's
3441  * @__pdata: per-cpu data to populate further
3442  * @size: size of per-cpu object
3443  * @gfp: may sleep or not etc.
3444  * @mask: populate per-cpu data for cpu's selected through mask bits
3445  *
3446  * Per-cpu objects are populated with zeroed buffers.
3447  */
3448 int __percpu_populate_mask(void *__pdata, size_t size, gfp_t gfp,
3449                            cpumask_t *mask)
3450 {
3451         cpumask_t populated = CPU_MASK_NONE;
3452         int cpu;
3453
3454         for_each_cpu_mask(cpu, *mask)
3455                 if (unlikely(!percpu_populate(__pdata, size, gfp, cpu))) {
3456                         __percpu_depopulate_mask(__pdata, &populated);
3457                         return -ENOMEM;
3458                 } else
3459                         cpu_set(cpu, populated);
3460         return 0;
3461 }
3462 EXPORT_SYMBOL_GPL(__percpu_populate_mask);
3463
3464 /**
3465  * percpu_alloc_mask - initial setup of per-cpu data
3466  * @size: size of per-cpu object
3467  * @gfp: may sleep or not etc.
3468  * @mask: populate per-data for cpu's selected through mask bits
3469  *
3470  * Populating per-cpu data for all online cpu's would be a typical use case,
3471  * which is simplified by the percpu_alloc() wrapper.
3472  * Per-cpu objects are populated with zeroed buffers.
3473  */
3474 void *__percpu_alloc_mask(size_t size, gfp_t gfp, cpumask_t *mask)
3475 {
3476         void *pdata = kzalloc(sizeof(struct percpu_data), gfp);
3477         void *__pdata = __percpu_disguise(pdata);
3478
3479         if (unlikely(!pdata))
3480                 return NULL;
3481         if (likely(!__percpu_populate_mask(__pdata, size, gfp, mask)))
3482                 return __pdata;
3483         kfree(pdata);
3484         return NULL;
3485 }
3486 EXPORT_SYMBOL_GPL(__percpu_alloc_mask);
3487
3488 /**
3489  * percpu_free - final cleanup of per-cpu data
3490  * @__pdata: object to clean up
3491  *
3492  * We simply clean up any per-cpu object left. No need for the client to
3493  * track and specify through a bis mask which per-cpu objects are to free.
3494  */
3495 void percpu_free(void *__pdata)
3496 {
3497         __percpu_depopulate_mask(__pdata, &cpu_possible_map);
3498         kfree(__percpu_disguise(__pdata));
3499 }
3500 EXPORT_SYMBOL_GPL(percpu_free);
3501 #endif  /* CONFIG_SMP */
3502
3503 /**
3504  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3505  * @cachep: The cache the allocation was from.
3506  * @objp: The previously allocated object.
3507  *
3508  * Free an object which was previously allocated from this
3509  * cache.
3510  */
3511 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3512 {
3513         unsigned long flags;
3514
3515         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3516
3517         local_irq_save(flags);
3518         __cache_free(cachep, objp);
3519         local_irq_restore(flags);
3520 }
3521 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3522
3523 /**
3524  * kfree - free previously allocated memory
3525  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3526  *
3527  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3528  *
3529  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3530  * or you will run into trouble.
3531  */
3532 void kfree(const void *objp)
3533 {
3534         struct kmem_cache *c;
3535         unsigned long flags;
3536
3537         if (unlikely(!objp))
3538                 return;
3539         local_irq_save(flags);
3540         kfree_debugcheck(objp);
3541         c = virt_to_cache(objp);
3542         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3543         __cache_free(c, (void *)objp);
3544         local_irq_restore(flags);
3545 }
3546 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3547
3548 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3549 {
3550         return obj_size(cachep);
3551 }
3552 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3553
3554 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3555 {
3556         return cachep->name;
3557 }
3558 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3559
3560 /*
3561  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3562  */
3563 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3564 {
3565         int node;
3566         struct kmem_list3 *l3;
3567         struct array_cache *new_shared;
3568         struct array_cache **new_alien;
3569
3570         for_each_online_node(node) {
3571
3572                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3573                 if (!new_alien)
3574                         goto fail;
3575
3576                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3577                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3578                                         0xbaadf00d);
3579                 if (!new_shared) {
3580                         free_alien_cache(new_alien);
3581                         goto fail;
3582                 }
3583
3584                 l3 = cachep->nodelists[node];
3585                 if (l3) {
3586                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3587
3588                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3589
3590                         if (shared)
3591                                 free_block(cachep, shared->entry,
3592                                                 shared->avail, node);
3593
3594                         l3->shared = new_shared;
3595                         if (!l3->alien) {
3596                                 l3->alien = new_alien;
3597                                 new_alien = NULL;
3598                         }
3599                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3600                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3601                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3602                         kfree(shared);
3603                         free_alien_cache(new_alien);
3604                         continue;
3605                 }
3606                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3607                 if (!l3) {
3608                         free_alien_cache(new_alien);
3609                         kfree(new_shared);
3610                         goto fail;
3611                 }
3612
3613                 kmem_list3_init(l3);
3614                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3615                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3616                 l3->shared = new_shared;
3617                 l3->alien = new_alien;
3618                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3619                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3620                 cachep->nodelists[node] = l3;
3621         }
3622         return 0;
3623
3624 fail:
3625         if (!cachep->next.next) {
3626                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3627                 node--;
3628                 while (node >= 0) {
3629                         if (cachep->nodelists[node]) {
3630                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3631
3632                                 kfree(l3->shared);
3633                                 free_alien_cache(l3->alien);
3634                                 kfree(l3);
3635                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3636                         }
3637                         node--;
3638                 }
3639         }
3640         return -ENOMEM;
3641 }
3642
3643 struct ccupdate_struct {
3644         struct kmem_cache *cachep;
3645         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3646 };
3647
3648 static void do_ccupdate_local(void *info)
3649 {
3650         struct ccupdate_struct *new = info;
3651         struct array_cache *old;
3652
3653         check_irq_off();
3654         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3655
3656         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3657         new->new[smp_processor_id()] = old;
3658 }
3659
3660 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3661 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3662                                 int batchcount, int shared)
3663 {
3664         struct ccupdate_struct new;
3665         int i, err;
3666
3667         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3668         for_each_online_cpu(i) {
3669                 new.new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3670                                                 batchcount);
3671                 if (!new.new[i]) {
3672                         for (i--; i >= 0; i--)
3673                                 kfree(new.new[i]);
3674                         return -ENOMEM;
3675                 }
3676         }
3677         new.cachep = cachep;
3678
3679         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)&new, 1, 1);
3680
3681         check_irq_on();
3682         cachep->batchcount = batchcount;
3683         cachep->limit = limit;
3684         cachep->shared = shared;
3685
3686         for_each_online_cpu(i) {
3687                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3688                 if (!ccold)
3689                         continue;
3690                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3691                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3692                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3693                 kfree(ccold);
3694         }
3695
3696         err = alloc_kmemlist(cachep);
3697         if (err) {
3698                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3699                        cachep->name, -err);
3700                 BUG();
3701         }
3702         return 0;
3703 }
3704
3705 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3706 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3707 {
3708         int err;
3709         int limit, shared;
3710
3711         /*
3712          * The head array serves three purposes:
3713          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3714          * - reduce the number of spinlock operations.
3715          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3716          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3717          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3718          * Bonwick.
3719          */
3720         if (cachep->buffer_size > 131072)
3721                 limit = 1;
3722         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3723                 limit = 8;
3724         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3725                 limit = 24;
3726         else if (cachep->buffer_size > 256)
3727                 limit = 54;
3728         else
3729                 limit = 120;
3730
3731         /*
3732          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3733          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3734          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3735          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3736          * replaces Bonwick's magazine layer.
3737          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3738          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3739          */
3740         shared = 0;
3741 #ifdef CONFIG_SMP
3742         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3743                 shared = 8;
3744 #endif
3745
3746 #if DEBUG
3747         /*
3748          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3749          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3750          */
3751         if (limit > 32)
3752                 limit = 32;
3753 #endif
3754         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3755         if (err)
3756                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3757                        cachep->name, -err);
3758 }
3759
3760 /*
3761  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3762  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3763  * if drain_array() is used on the shared array.
3764  */
3765 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3766                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3767 {
3768         int tofree;
3769
3770         if (!ac || !ac->avail)
3771                 return;
3772         if (ac->touched && !force) {
3773                 ac->touched = 0;
3774         } else {
3775                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3776                 if (ac->avail) {
3777                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3778                         if (tofree > ac->avail)
3779                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3780                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3781                         ac->avail -= tofree;
3782                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3783                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3784                 }
3785                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3786         }
3787 }
3788
3789 /**
3790  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3791  * @unused: unused parameter
3792  *
3793  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3794  * Purpose:
3795  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3796  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3797  *
3798  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3799  * again on the next iteration.
3800  */
3801 static void cache_reap(void *unused)
3802 {
3803         struct kmem_cache *searchp;
3804         struct kmem_list3 *l3;
3805         int node = numa_node_id();
3806
3807         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3808                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3809                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3810                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3811                 return;
3812         }
3813
3814         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
3815                 check_irq_on();
3816
3817                 /*
3818                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3819                  * have established with reasonable certainty that
3820                  * we can do some work if the lock was obtained.
3821                  */
3822                 l3 = searchp->nodelists[node];
3823
3824                 reap_alien(searchp, l3);
3825
3826                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3827
3828                 /*
3829                  * These are racy checks but it does not matter
3830                  * if we skip one check or scan twice.
3831                  */
3832                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3833                         goto next;
3834
3835                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3836
3837                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3838
3839                 if (l3->free_touched)
3840                         l3->free_touched = 0;
3841                 else {
3842                         int freed;
3843
3844                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
3845                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3846                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3847                 }
3848 next:
3849                 cond_resched();
3850         }
3851         check_irq_on();
3852         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3853         next_reap_node();
3854         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
3855         /* Set up the next iteration */
3856         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3857 }
3858
3859 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3860
3861 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3862 {
3863         /*
3864          * Output format version, so at least we can change it
3865          * without _too_ many complaints.
3866          */
3867 #if STATS
3868         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3869 #else
3870         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3871 #endif
3872         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3873                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3874         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3875         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3876 #if STATS
3877         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3878                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
3879         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3880 #endif
3881         seq_putc(m, '\n');
3882 }
3883
3884 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3885 {
3886         loff_t n = *pos;
3887         struct list_head *p;
3888
3889         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3890         if (!n)
3891                 print_slabinfo_header(m);
3892         p = cache_chain.next;
3893         while (n--) {
3894                 p = p->next;
3895                 if (p == &cache_chain)
3896                         return NULL;
3897         }
3898         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3899 }
3900
3901 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3902 {
3903         struct kmem_cache *cachep = p;
3904         ++*pos;
3905         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3906                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3907 }
3908
3909 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3910 {
3911         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3912 }
3913
3914 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3915 {
3916         struct kmem_cache *cachep = p;
3917         struct slab *slabp;
3918         unsigned long active_objs;
3919         unsigned long num_objs;
3920         unsigned long active_slabs = 0;
3921         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3922         const char *name;
3923         char *error = NULL;
3924         int node;
3925         struct kmem_list3 *l3;
3926
3927         active_objs = 0;
3928         num_slabs = 0;
3929         for_each_online_node(node) {
3930                 l3 = cachep->nodelists[node];
3931                 if (!l3)
3932                         continue;
3933
3934                 check_irq_on();
3935                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3936
3937                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
3938                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3939                                 error = "slabs_full accounting error";
3940                         active_objs += cachep->num;
3941                         active_slabs++;
3942                 }
3943                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
3944                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3945                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3946                         if (!slabp->inuse && !error)
3947                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3948                         active_objs += slabp->inuse;
3949                         active_slabs++;
3950                 }
3951                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
3952                         if (slabp->inuse && !error)
3953                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3954                         num_slabs++;
3955                 }
3956                 free_objects += l3->free_objects;
3957                 if (l3->shared)
3958                         shared_avail += l3->shared->avail;
3959
3960                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3961         }
3962         num_slabs += active_slabs;
3963         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3964         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3965                 error = "free_objects accounting error";
3966
3967         name = cachep->name;
3968         if (error)
3969                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3970
3971         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3972                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3973                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3974         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3975                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3976         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3977                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3978 #if STATS
3979         {                       /* list3 stats */
3980                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3981                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3982                 unsigned long grown = cachep->grown;
3983                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3984                 unsigned long errors = cachep->errors;
3985                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3986                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3987                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3988                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
3989
3990                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3991                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
3992                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
3993                                 node_frees, overflows);
3994         }
3995         /* cpu stats */
3996         {
3997                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3998                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3999                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4000                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4001
4002                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4003                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4004         }
4005 #endif
4006         seq_putc(m, '\n');
4007         return 0;
4008 }
4009
4010 /*
4011  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4012  *
4013  * Output layout:
4014  * cache-name
4015  * num-active-objs
4016  * total-objs
4017  * object size
4018  * num-active-slabs
4019  * total-slabs
4020  * num-pages-per-slab
4021  * + further values on SMP and with statistics enabled
4022  */
4023
4024 struct seq_operations slabinfo_op = {
4025         .start = s_start,
4026         .next = s_next,
4027         .stop = s_stop,
4028         .show = s_show,
4029 };
4030
4031 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4032 /**
4033  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4034  * @file: unused
4035  * @buffer: user buffer
4036  * @count: data length
4037  * @ppos: unused
4038  */
4039 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4040                        size_t count, loff_t *ppos)
4041 {
4042         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4043         int limit, batchcount, shared, res;
4044         struct kmem_cache *cachep;
4045
4046         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4047                 return -EINVAL;
4048         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4049                 return -EFAULT;
4050         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4051
4052         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4053         if (!tmp)
4054                 return -EINVAL;
4055         *tmp = '\0';
4056         tmp++;
4057         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4058                 return -EINVAL;
4059
4060         /* Find the cache in the chain of caches. */
4061         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4062         res = -EINVAL;
4063         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4064                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4065                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4066                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4067                                 res = 0;
4068                         } else {
4069                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4070                                                        batchcount, shared);
4071                         }
4072                         break;
4073                 }
4074         }
4075         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4076         if (res >= 0)
4077                 res = count;
4078         return res;
4079 }
4080
4081 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4082
4083 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4084 {
4085         loff_t n = *pos;
4086         struct list_head *p;
4087
4088         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4089         p = cache_chain.next;
4090         while (n--) {
4091                 p = p->next;
4092                 if (p == &cache_chain)
4093                         return NULL;
4094         }
4095         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4096 }
4097
4098 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4099 {
4100         unsigned long *p;
4101         int l;
4102         if (!v)
4103                 return 1;
4104         l = n[1];
4105         p = n + 2;
4106         while (l) {
4107                 int i = l/2;
4108                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4109                 if (*q == v) {
4110                         q[1]++;
4111                         return 1;
4112                 }
4113                 if (*q > v) {
4114                         l = i;
4115                 } else {
4116                         p = q + 2;
4117                         l -= i + 1;
4118                 }
4119         }
4120         if (++n[1] == n[0])
4121                 return 0;
4122         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4123         p[0] = v;
4124         p[1] = 1;
4125         return 1;
4126 }
4127
4128 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4129 {
4130         void *p;
4131         int i;
4132         if (n[0] == n[1])
4133                 return;
4134         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4135                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4136                         continue;
4137                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4138                         return;
4139         }
4140 }
4141
4142 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4143 {
4144 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4145         char *modname;
4146         const char *name;
4147         unsigned long offset, size;
4148         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4149
4150         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4151
4152         if (name) {
4153                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4154                 if (modname)
4155                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4156                 return;
4157         }
4158 #endif
4159         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4160 }
4161
4162 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4163 {
4164         struct kmem_cache *cachep = p;
4165         struct slab *slabp;
4166         struct kmem_list3 *l3;
4167         const char *name;
4168         unsigned long *n = m->private;
4169         int node;
4170         int i;
4171
4172         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4173                 return 0;
4174         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4175                 return 0;
4176
4177         /* OK, we can do it */
4178
4179         n[1] = 0;
4180
4181         for_each_online_node(node) {
4182                 l3 = cachep->nodelists[node];
4183                 if (!l3)
4184                         continue;
4185
4186                 check_irq_on();
4187                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4188
4189                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4190                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4191                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4192                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4193                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4194         }
4195         name = cachep->name;
4196         if (n[0] == n[1]) {
4197                 /* Increase the buffer size */
4198                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4199                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4200                 if (!m->private) {
4201                         /* Too bad, we are really out */
4202                         m->private = n;
4203                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4204                         return -ENOMEM;
4205                 }
4206                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4207                 kfree(n);
4208                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4209                 /* Now make sure this entry will be retried */
4210                 m->count = m->size;
4211                 return 0;
4212         }
4213         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4214                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4215                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4216                 seq_putc(m, '\n');
4217         }
4218         return 0;
4219 }
4220
4221 struct seq_operations slabstats_op = {
4222         .start = leaks_start,
4223         .next = s_next,
4224         .stop = s_stop,
4225         .show = leaks_show,
4226 };
4227 #endif
4228 #endif
4229
4230 /**
4231  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4232  * @objp: Pointer to the object
4233  *
4234  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4235  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4236  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4237  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4238  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4239  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4240  * must not be freed during the duration of the call.
4241  */
4242 unsigned int ksize(const void *objp)
4243 {
4244         if (unlikely(objp == NULL))
4245                 return 0;
4246
4247         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4248 }