FRV: work around a possible compiler bug
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/uaccess.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/fault-inject.h>
111 #include        <linux/rtmutex.h>
112 #include        <linux/reciprocal_div.h>
113
114 #include        <asm/cacheflush.h>
115 #include        <asm/tlbflush.h>
116 #include        <asm/page.h>
117
118 /*
119  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
123  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
124  *
125  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
126  */
127
128 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
129 #define DEBUG           1
130 #define STATS           1
131 #define FORCED_DEBUG    1
132 #else
133 #define DEBUG           0
134 #define STATS           0
135 #define FORCED_DEBUG    0
136 #endif
137
138 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
139 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
140 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
141
142 #ifndef cache_line_size
143 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
144 #endif
145
146 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
147 /*
148  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
149  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
150  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
151  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
152  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
153  * ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
154  * Note that increasing this value may disable some debug features.
155  */
156 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
157 #endif
158
159 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
160 /*
161  * Enforce a minimum alignment for all caches.
162  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
163  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
164  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
165  * some debug features.
166  */
167 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
168 #endif
169
170 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
171 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
172 #endif
173
174 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
175 #if DEBUG
176 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
177                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
178                          SLAB_CACHE_DMA | \
179                          SLAB_STORE_USER | \
180                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
181                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
182 #else
183 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
184                          SLAB_CACHE_DMA | \
185                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
186                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
187 #endif
188
189 /*
190  * kmem_bufctl_t:
191  *
192  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
193  * linked offsets.
194  *
195  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
196  * slab an object belongs to.
197  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
198  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
199  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
200  * that does not use off-slab slabs.
201  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
202  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
203  * to have too many per slab.
204  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
205  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
206  */
207
208 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
209 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
210 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
211 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
212 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
213
214 /*
215  * struct slab
216  *
217  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
218  * for a slab, or allocated from an general cache.
219  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
220  */
221 struct slab {
222         struct list_head list;
223         unsigned long colouroff;
224         void *s_mem;            /* including colour offset */
225         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
226         kmem_bufctl_t free;
227         unsigned short nodeid;
228 };
229
230 /*
231  * struct slab_rcu
232  *
233  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
234  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
235  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
236  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
237  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
238  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
239  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
240  *
241  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
242  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
243  *
244  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
245  */
246 struct slab_rcu {
247         struct rcu_head head;
248         struct kmem_cache *cachep;
249         void *addr;
250 };
251
252 /*
253  * struct array_cache
254  *
255  * Purpose:
256  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
257  * - reduce the number of linked list operations
258  * - reduce spinlock operations
259  *
260  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
261  * footprint.
262  *
263  */
264 struct array_cache {
265         unsigned int avail;
266         unsigned int limit;
267         unsigned int batchcount;
268         unsigned int touched;
269         spinlock_t lock;
270         void *entry[0]; /*
271                          * Must have this definition in here for the proper
272                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
273                          * the entries.
274                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
275                          */
276 };
277
278 /*
279  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
280  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
281  */
282 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
283 struct arraycache_init {
284         struct array_cache cache;
285         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
286 };
287
288 /*
289  * The slab lists for all objects.
290  */
291 struct kmem_list3 {
292         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
293         struct list_head slabs_full;
294         struct list_head slabs_free;
295         unsigned long free_objects;
296         unsigned int free_limit;
297         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
298         spinlock_t list_lock;
299         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
300         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
301         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
302         int free_touched;               /* updated without locking */
303 };
304
305 /*
306  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
307  */
308 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
309 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
310 #define CACHE_CACHE 0
311 #define SIZE_AC 1
312 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
313
314 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
315                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
316 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
317                         int node);
318 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
319 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
320
321 /*
322  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
323  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
324  */
325 static __always_inline int index_of(const size_t size)
326 {
327         extern void __bad_size(void);
328
329         if (__builtin_constant_p(size)) {
330                 int i = 0;
331
332 #define CACHE(x) \
333         if (size <=x) \
334                 return i; \
335         else \
336                 i++;
337 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
338 #undef CACHE
339                 __bad_size();
340         } else
341                 __bad_size();
342         return 0;
343 }
344
345 static int slab_early_init = 1;
346
347 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
348 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
349
350 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
351 {
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
353         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
354         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
355         parent->shared = NULL;
356         parent->alien = NULL;
357         parent->colour_next = 0;
358         spin_lock_init(&parent->list_lock);
359         parent->free_objects = 0;
360         parent->free_touched = 0;
361 }
362
363 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
364         do {                                                            \
365                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
366                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
367         } while (0)
368
369 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
370         do {                                                            \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
372         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
373         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
374         } while (0)
375
376 /*
377  * struct kmem_cache
378  *
379  * manages a cache.
380  */
381
382 struct kmem_cache {
383 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
384         struct array_cache *array[NR_CPUS];
385 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
386         unsigned int batchcount;
387         unsigned int limit;
388         unsigned int shared;
389
390         unsigned int buffer_size;
391         u32 reciprocal_buffer_size;
392 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
393
394         unsigned int flags;             /* constant flags */
395         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
396
397 /* 4) cache_grow/shrink */
398         /* order of pgs per slab (2^n) */
399         unsigned int gfporder;
400
401         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
402         gfp_t gfpflags;
403
404         size_t colour;                  /* cache colouring range */
405         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
406         struct kmem_cache *slabp_cache;
407         unsigned int slab_size;
408         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
409
410         /* constructor func */
411         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
412
413 /* 5) cache creation/removal */
414         const char *name;
415         struct list_head next;
416
417 /* 6) statistics */
418 #if STATS
419         unsigned long num_active;
420         unsigned long num_allocations;
421         unsigned long high_mark;
422         unsigned long grown;
423         unsigned long reaped;
424         unsigned long errors;
425         unsigned long max_freeable;
426         unsigned long node_allocs;
427         unsigned long node_frees;
428         unsigned long node_overflow;
429         atomic_t allochit;
430         atomic_t allocmiss;
431         atomic_t freehit;
432         atomic_t freemiss;
433 #endif
434 #if DEBUG
435         /*
436          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
437          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
438          * object size including these internal fields, the following two
439          * variables contain the offset to the user object and its size.
440          */
441         int obj_offset;
442         int obj_size;
443 #endif
444         /*
445          * We put nodelists[] at the end of kmem_cache, because we want to size
446          * this array to nr_node_ids slots instead of MAX_NUMNODES
447          * (see kmem_cache_init())
448          * We still use [MAX_NUMNODES] and not [1] or [0] because cache_cache
449          * is statically defined, so we reserve the max number of nodes.
450          */
451         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
452         /*
453          * Do not add fields after nodelists[]
454          */
455 };
456
457 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
458 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
459
460 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
461 /*
462  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
463  * cpucache drain/refill cycles.
464  *
465  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
466  * which could lock up otherwise freeable slabs.
467  */
468 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
469 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
470
471 #if STATS
472 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
473 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
474 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
475 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
476 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
477 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
478         do {                                                            \
479                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
480                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
481         } while (0)
482 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
483 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
484 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
485 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
486 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
487         do {                                                            \
488                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
489                         (x)->max_freeable = i;                          \
490         } while (0)
491 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
492 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
493 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
494 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
495 #else
496 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
497 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
498 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
499 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
500 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
501 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
502 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
503 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
504 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
505 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
506 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
507 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
508 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
509 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
510 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
511 #endif
512
513 #if DEBUG
514
515 /*
516  * memory layout of objects:
517  * 0            : objp
518  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
519  *              the end of an object is aligned with the end of the real
520  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
521  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
522  *              redzone word.
523  * cachep->obj_offset: The real object.
524  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
525  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
526  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
527  */
528 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
529 {
530         return cachep->obj_offset;
531 }
532
533 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
534 {
535         return cachep->obj_size;
536 }
537
538 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
539 {
540         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
541         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
542                                       sizeof(unsigned long long));
543 }
544
545 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
546 {
547         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
548         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
549                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
550                                               sizeof(unsigned long long) -
551                                               REDZONE_ALIGN);
552         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
553                                        sizeof(unsigned long long));
554 }
555
556 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
557 {
558         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
559         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
560 }
561
562 #else
563
564 #define obj_offset(x)                   0
565 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
566 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
567 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
568 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
569
570 #endif
571
572 /*
573  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
574  */
575 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
576 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
577 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
578
579 /*
580  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
581  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
582  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
583  */
584 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
585 {
586         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
587 }
588
589 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
590 {
591         page = compound_head(page);
592         BUG_ON(!PageSlab(page));
593         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
594 }
595
596 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
597 {
598         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
599 }
600
601 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
602 {
603         BUG_ON(!PageSlab(page));
604         return (struct slab *)page->lru.prev;
605 }
606
607 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
608 {
609         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
610         return page_get_cache(page);
611 }
612
613 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
614 {
615         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
616         return page_get_slab(page);
617 }
618
619 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
620                                  unsigned int idx)
621 {
622         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
623 }
624
625 /*
626  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
627  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
628  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
629  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
630  */
631 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
632                                         const struct slab *slab, void *obj)
633 {
634         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
635         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
636 }
637
638 /*
639  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
640  */
641 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
642 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
643 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
644         CACHE(ULONG_MAX)
645 #undef CACHE
646 };
647 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
648
649 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
650 struct cache_names {
651         char *name;
652         char *name_dma;
653 };
654
655 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
656 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
657 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
658         {NULL,}
659 #undef CACHE
660 };
661
662 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
663     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
664 static struct arraycache_init initarray_generic =
665     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
666
667 /* internal cache of cache description objs */
668 static struct kmem_cache cache_cache = {
669         .batchcount = 1,
670         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
671         .shared = 1,
672         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
673         .name = "kmem_cache",
674 };
675
676 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
677
678 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
679
680 /*
681  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
682  * for other slabs "off slab".
683  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
684  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
685  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
686  *
687  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
688  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
689  * then comes back up during hotplug
690  */
691 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
692 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
693
694 static inline void init_lock_keys(void)
695
696 {
697         int q;
698         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
699
700         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
701                 for_each_node(q) {
702                         struct array_cache **alc;
703                         int r;
704                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
705                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
706                                 continue;
707                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
708                         alc = l3->alien;
709                         /*
710                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
711                          * should go away when common slab code is taught to
712                          * work even without alien caches.
713                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
714                          * for alloc_alien_cache,
715                          */
716                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
717                                 continue;
718                         for_each_node(r) {
719                                 if (alc[r])
720                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
721                                              &on_slab_alc_key);
722                         }
723                 }
724                 s++;
725         }
726 }
727 #else
728 static inline void init_lock_keys(void)
729 {
730 }
731 #endif
732
733 /*
734  * 1. Guard access to the cache-chain.
735  * 2. Protect sanity of cpu_online_map against cpu hotplug events
736  */
737 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
738 static struct list_head cache_chain;
739
740 /*
741  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
742  * until the general caches are up.
743  */
744 static enum {
745         NONE,
746         PARTIAL_AC,
747         PARTIAL_L3,
748         FULL
749 } g_cpucache_up;
750
751 /*
752  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
753  */
754 int slab_is_available(void)
755 {
756         return g_cpucache_up == FULL;
757 }
758
759 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
760
761 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
762 {
763         return cachep->array[smp_processor_id()];
764 }
765
766 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
767                                                         gfp_t gfpflags)
768 {
769         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
770
771 #if DEBUG
772         /* This happens if someone tries to call
773          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
774          * the generic caches are initialized.
775          */
776         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
777 #endif
778         if (!size)
779                 return ZERO_SIZE_PTR;
780
781         while (size > csizep->cs_size)
782                 csizep++;
783
784         /*
785          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
786          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
787          * for large kmalloc calls required.
788          */
789 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
790         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
791                 return csizep->cs_dmacachep;
792 #endif
793         return csizep->cs_cachep;
794 }
795
796 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
797 {
798         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
799 }
800
801 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
802 {
803         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
804 }
805
806 /*
807  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
808  */
809 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
810                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
811                            unsigned int *num)
812 {
813         int nr_objs;
814         size_t mgmt_size;
815         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
816
817         /*
818          * The slab management structure can be either off the slab or
819          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
820          * slab is used for:
821          *
822          * - The struct slab
823          * - One kmem_bufctl_t for each object
824          * - Padding to respect alignment of @align
825          * - @buffer_size bytes for each object
826          *
827          * If the slab management structure is off the slab, then the
828          * alignment will already be calculated into the size. Because
829          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
830          * correct alignment when allocated.
831          */
832         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
833                 mgmt_size = 0;
834                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
835
836                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
837                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
838         } else {
839                 /*
840                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
841                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
842                  * least @align. In the worst case, this result will
843                  * be one greater than the number of objects that fit
844                  * into the memory allocation when taking the padding
845                  * into account.
846                  */
847                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
848                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
849
850                 /*
851                  * This calculated number will be either the right
852                  * amount, or one greater than what we want.
853                  */
854                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
855                        > slab_size)
856                         nr_objs--;
857
858                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
859                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
860
861                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
862         }
863         *num = nr_objs;
864         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
865 }
866
867 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
868
869 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
870                         char *msg)
871 {
872         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
873                function, cachep->name, msg);
874         dump_stack();
875 }
876
877 /*
878  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
879  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
880  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
881  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
882  * line
883   */
884
885 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
886 static int __init noaliencache_setup(char *s)
887 {
888         use_alien_caches = 0;
889         return 1;
890 }
891 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
892
893 #ifdef CONFIG_NUMA
894 /*
895  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
896  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
897  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
898  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
899  */
900 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
901
902 static void init_reap_node(int cpu)
903 {
904         int node;
905
906         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
907         if (node == MAX_NUMNODES)
908                 node = first_node(node_online_map);
909
910         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
911 }
912
913 static void next_reap_node(void)
914 {
915         int node = __get_cpu_var(reap_node);
916
917         node = next_node(node, node_online_map);
918         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
919                 node = first_node(node_online_map);
920         __get_cpu_var(reap_node) = node;
921 }
922
923 #else
924 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
925 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
926 #endif
927
928 /*
929  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
930  * via the workqueue/eventd.
931  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
932  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
933  * lock.
934  */
935 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
936 {
937         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
938
939         /*
940          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
941          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
942          * at that time.
943          */
944         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
945                 init_reap_node(cpu);
946                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
947                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
948                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
949         }
950 }
951
952 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
953                                             int batchcount)
954 {
955         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
956         struct array_cache *nc = NULL;
957
958         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
959         if (nc) {
960                 nc->avail = 0;
961                 nc->limit = entries;
962                 nc->batchcount = batchcount;
963                 nc->touched = 0;
964                 spin_lock_init(&nc->lock);
965         }
966         return nc;
967 }
968
969 /*
970  * Transfer objects in one arraycache to another.
971  * Locking must be handled by the caller.
972  *
973  * Return the number of entries transferred.
974  */
975 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
976                 struct array_cache *from, unsigned int max)
977 {
978         /* Figure out how many entries to transfer */
979         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
980
981         if (!nr)
982                 return 0;
983
984         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
985                         sizeof(void *) *nr);
986
987         from->avail -= nr;
988         to->avail += nr;
989         to->touched = 1;
990         return nr;
991 }
992
993 #ifndef CONFIG_NUMA
994
995 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
996 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
997
998 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
999 {
1000         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1001 }
1002
1003 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1004 {
1005 }
1006
1007 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1008 {
1009         return 0;
1010 }
1011
1012 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1013                 gfp_t flags)
1014 {
1015         return NULL;
1016 }
1017
1018 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1019                  gfp_t flags, int nodeid)
1020 {
1021         return NULL;
1022 }
1023
1024 #else   /* CONFIG_NUMA */
1025
1026 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1027 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1028
1029 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1030 {
1031         struct array_cache **ac_ptr;
1032         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1033         int i;
1034
1035         if (limit > 1)
1036                 limit = 12;
1037         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1038         if (ac_ptr) {
1039                 for_each_node(i) {
1040                         if (i == node || !node_online(i)) {
1041                                 ac_ptr[i] = NULL;
1042                                 continue;
1043                         }
1044                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1045                         if (!ac_ptr[i]) {
1046                                 for (i--; i <= 0; i--)
1047                                         kfree(ac_ptr[i]);
1048                                 kfree(ac_ptr);
1049                                 return NULL;
1050                         }
1051                 }
1052         }
1053         return ac_ptr;
1054 }
1055
1056 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1057 {
1058         int i;
1059
1060         if (!ac_ptr)
1061                 return;
1062         for_each_node(i)
1063             kfree(ac_ptr[i]);
1064         kfree(ac_ptr);
1065 }
1066
1067 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1068                                 struct array_cache *ac, int node)
1069 {
1070         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1071
1072         if (ac->avail) {
1073                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1074                 /*
1075                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1076                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1077                  * into the free lists and getting them back later.
1078                  */
1079                 if (rl3->shared)
1080                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1081
1082                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1083                 ac->avail = 0;
1084                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1085         }
1086 }
1087
1088 /*
1089  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1090  */
1091 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1092 {
1093         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1094
1095         if (l3->alien) {
1096                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1097
1098                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1099                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1100                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1101                 }
1102         }
1103 }
1104
1105 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1106                                 struct array_cache **alien)
1107 {
1108         int i = 0;
1109         struct array_cache *ac;
1110         unsigned long flags;
1111
1112         for_each_online_node(i) {
1113                 ac = alien[i];
1114                 if (ac) {
1115                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1116                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1117                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1118                 }
1119         }
1120 }
1121
1122 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1123 {
1124         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1125         int nodeid = slabp->nodeid;
1126         struct kmem_list3 *l3;
1127         struct array_cache *alien = NULL;
1128         int node;
1129
1130         node = numa_node_id();
1131
1132         /*
1133          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1134          * cache on this cpu.
1135          */
1136         if (likely(slabp->nodeid == node))
1137                 return 0;
1138
1139         l3 = cachep->nodelists[node];
1140         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1141         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1142                 alien = l3->alien[nodeid];
1143                 spin_lock(&alien->lock);
1144                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1145                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1146                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1147                 }
1148                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1149                 spin_unlock(&alien->lock);
1150         } else {
1151                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1152                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1153                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1154         }
1155         return 1;
1156 }
1157 #endif
1158
1159 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1160                                     unsigned long action, void *hcpu)
1161 {
1162         long cpu = (long)hcpu;
1163         struct kmem_cache *cachep;
1164         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1165         int node = cpu_to_node(cpu);
1166         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1167
1168         switch (action) {
1169         case CPU_LOCK_ACQUIRE:
1170                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1171                 break;
1172         case CPU_UP_PREPARE:
1173         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1174                 /*
1175                  * We need to do this right in the beginning since
1176                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1177                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1178                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1179                  */
1180
1181                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1182                         /*
1183                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1184                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1185                          * node has not already allocated this
1186                          */
1187                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1188                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1189                                 if (!l3)
1190                                         goto bad;
1191                                 kmem_list3_init(l3);
1192                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1193                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1194
1195                                 /*
1196                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1197                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1198                                  * protection here.
1199                                  */
1200                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1201                         }
1202
1203                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1204                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1205                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1206                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1207                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1208                 }
1209
1210                 /*
1211                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1212                  * array caches
1213                  */
1214                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1215                         struct array_cache *nc;
1216                         struct array_cache *shared = NULL;
1217                         struct array_cache **alien = NULL;
1218
1219                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1220                                                 cachep->batchcount);
1221                         if (!nc)
1222                                 goto bad;
1223                         if (cachep->shared) {
1224                                 shared = alloc_arraycache(node,
1225                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1226                                         0xbaadf00d);
1227                                 if (!shared)
1228                                         goto bad;
1229                         }
1230                         if (use_alien_caches) {
1231                                 alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1232                                 if (!alien)
1233                                         goto bad;
1234                         }
1235                         cachep->array[cpu] = nc;
1236                         l3 = cachep->nodelists[node];
1237                         BUG_ON(!l3);
1238
1239                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1240                         if (!l3->shared) {
1241                                 /*
1242                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1243                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1244                                  */
1245                                 l3->shared = shared;
1246                                 shared = NULL;
1247                         }
1248 #ifdef CONFIG_NUMA
1249                         if (!l3->alien) {
1250                                 l3->alien = alien;
1251                                 alien = NULL;
1252                         }
1253 #endif
1254                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1255                         kfree(shared);
1256                         free_alien_cache(alien);
1257                 }
1258                 break;
1259         case CPU_ONLINE:
1260         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1261                 start_cpu_timer(cpu);
1262                 break;
1263 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1264         case CPU_DOWN_PREPARE:
1265         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1266                 /*
1267                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1268                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1269                  * anything expensive but will only modify reap_work
1270                  * and reschedule the timer.
1271                 */
1272                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(reap_work, cpu));
1273                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1274                 per_cpu(reap_work, cpu).work.func = NULL;
1275                 break;
1276         case CPU_DOWN_FAILED:
1277         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1278                 start_cpu_timer(cpu);
1279                 break;
1280         case CPU_DEAD:
1281         case CPU_DEAD_FROZEN:
1282                 /*
1283                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1284                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1285                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1286                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1287                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1288                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1289                  */
1290                 /* fall thru */
1291 #endif
1292         case CPU_UP_CANCELED:
1293         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1294                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1295                         struct array_cache *nc;
1296                         struct array_cache *shared;
1297                         struct array_cache **alien;
1298                         cpumask_t mask;
1299
1300                         mask = node_to_cpumask(node);
1301                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1302                         nc = cachep->array[cpu];
1303                         cachep->array[cpu] = NULL;
1304                         l3 = cachep->nodelists[node];
1305
1306                         if (!l3)
1307                                 goto free_array_cache;
1308
1309                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1310
1311                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1312                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1313                         if (nc)
1314                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1315
1316                         if (!cpus_empty(mask)) {
1317                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1318                                 goto free_array_cache;
1319                         }
1320
1321                         shared = l3->shared;
1322                         if (shared) {
1323                                 free_block(cachep, shared->entry,
1324                                            shared->avail, node);
1325                                 l3->shared = NULL;
1326                         }
1327
1328                         alien = l3->alien;
1329                         l3->alien = NULL;
1330
1331                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1332
1333                         kfree(shared);
1334                         if (alien) {
1335                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1336                                 free_alien_cache(alien);
1337                         }
1338 free_array_cache:
1339                         kfree(nc);
1340                 }
1341                 /*
1342                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1343                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1344                  * shrink each nodelist to its limit.
1345                  */
1346                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1347                         l3 = cachep->nodelists[node];
1348                         if (!l3)
1349                                 continue;
1350                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1351                 }
1352                 break;
1353         case CPU_LOCK_RELEASE:
1354                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1355                 break;
1356         }
1357         return NOTIFY_OK;
1358 bad:
1359         return NOTIFY_BAD;
1360 }
1361
1362 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1363         &cpuup_callback, NULL, 0
1364 };
1365
1366 /*
1367  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1368  */
1369 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1370                         int nodeid)
1371 {
1372         struct kmem_list3 *ptr;
1373
1374         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1375         BUG_ON(!ptr);
1376
1377         local_irq_disable();
1378         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1379         /*
1380          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1381          */
1382         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1383
1384         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1385         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1386         local_irq_enable();
1387 }
1388
1389 /*
1390  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1391  * before smp_init().
1392  */
1393 void __init kmem_cache_init(void)
1394 {
1395         size_t left_over;
1396         struct cache_sizes *sizes;
1397         struct cache_names *names;
1398         int i;
1399         int order;
1400         int node;
1401
1402         if (num_possible_nodes() == 1)
1403                 use_alien_caches = 0;
1404
1405         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1406                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1407                 if (i < MAX_NUMNODES)
1408                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1409         }
1410
1411         /*
1412          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1413          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1414          */
1415         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1416                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1417
1418         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1419          * from caches that do not exist yet:
1420          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1421          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1422          *    cache_cache is statically allocated.
1423          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1424          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1425          *    array at the end of the bootstrap.
1426          * 2) Create the first kmalloc cache.
1427          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1428          *    An __init data area is used for the head array.
1429          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1430          *    head arrays.
1431          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1432          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1433          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1434          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1435          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1436          */
1437
1438         node = numa_node_id();
1439
1440         /* 1) create the cache_cache */
1441         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1442         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1443         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1444         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1445         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1446
1447         /*
1448          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1449          * can be less than MAX_NUMNODES.
1450          */
1451         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1452                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1453 #if DEBUG
1454         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1455 #endif
1456         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1457                                         cache_line_size());
1458         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1459                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1460
1461         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1462                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1463                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1464                 if (cache_cache.num)
1465                         break;
1466         }
1467         BUG_ON(!cache_cache.num);
1468         cache_cache.gfporder = order;
1469         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1470         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1471                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1472
1473         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1474         sizes = malloc_sizes;
1475         names = cache_names;
1476
1477         /*
1478          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1479          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1480          * bug.
1481          */
1482
1483         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1484                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1485                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1486                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1487                                         NULL, NULL);
1488
1489         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1490                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1491                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1492                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1493                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1494                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1495                                 NULL, NULL);
1496         }
1497
1498         slab_early_init = 0;
1499
1500         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1501                 /*
1502                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1503                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1504                  * eliminates "false sharing".
1505                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1506                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1507                  */
1508                 if (!sizes->cs_cachep) {
1509                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1510                                         sizes->cs_size,
1511                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1512                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1513                                         NULL, NULL);
1514                 }
1515 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1516                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1517                                         names->name_dma,
1518                                         sizes->cs_size,
1519                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1520                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1521                                                 SLAB_PANIC,
1522                                         NULL, NULL);
1523 #endif
1524                 sizes++;
1525                 names++;
1526         }
1527         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1528         {
1529                 struct array_cache *ptr;
1530
1531                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1532
1533                 local_irq_disable();
1534                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1535                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1536                        sizeof(struct arraycache_init));
1537                 /*
1538                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1539                  */
1540                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1541
1542                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1543                 local_irq_enable();
1544
1545                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1546
1547                 local_irq_disable();
1548                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1549                        != &initarray_generic.cache);
1550                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1551                        sizeof(struct arraycache_init));
1552                 /*
1553                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1554                  */
1555                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1556
1557                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1558                     ptr;
1559                 local_irq_enable();
1560         }
1561         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1562         {
1563                 int nid;
1564
1565                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1566                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE], node);
1567
1568                 for_each_online_node(nid) {
1569                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1570                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1571
1572                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1573                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1574                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1575                         }
1576                 }
1577         }
1578
1579         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1580         {
1581                 struct kmem_cache *cachep;
1582                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1583                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1584                         if (enable_cpucache(cachep))
1585                                 BUG();
1586                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1587         }
1588
1589         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1590         init_lock_keys();
1591
1592
1593         /* Done! */
1594         g_cpucache_up = FULL;
1595
1596         /*
1597          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1598          * cpu_cache_get for all new cpus
1599          */
1600         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1601
1602         /*
1603          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1604          * of the kernel is not yet operational.
1605          */
1606 }
1607
1608 static int __init cpucache_init(void)
1609 {
1610         int cpu;
1611
1612         /*
1613          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1614          */
1615         for_each_online_cpu(cpu)
1616                 start_cpu_timer(cpu);
1617         return 0;
1618 }
1619 __initcall(cpucache_init);
1620
1621 /*
1622  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1623  *
1624  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1625  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1626  * would be relatively rare and ignorable.
1627  */
1628 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1629 {
1630         struct page *page;
1631         int nr_pages;
1632         int i;
1633
1634 #ifndef CONFIG_MMU
1635         /*
1636          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1637          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1638          */
1639         flags |= __GFP_COMP;
1640 #endif
1641
1642         flags |= cachep->gfpflags;
1643
1644         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1645         if (!page)
1646                 return NULL;
1647
1648         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1649         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1650                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1651                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1652         else
1653                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1654                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1655         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1656                 __SetPageSlab(page + i);
1657         return page_address(page);
1658 }
1659
1660 /*
1661  * Interface to system's page release.
1662  */
1663 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1664 {
1665         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1666         struct page *page = virt_to_page(addr);
1667         const unsigned long nr_freed = i;
1668
1669         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1670                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1671                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1672         else
1673                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1674                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1675         while (i--) {
1676                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1677                 __ClearPageSlab(page);
1678                 page++;
1679         }
1680         if (current->reclaim_state)
1681                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1682         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1683 }
1684
1685 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1686 {
1687         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1688         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1689
1690         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1691         if (OFF_SLAB(cachep))
1692                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1693 }
1694
1695 #if DEBUG
1696
1697 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1698 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1699                             unsigned long caller)
1700 {
1701         int size = obj_size(cachep);
1702
1703         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1704
1705         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1706                 return;
1707
1708         *addr++ = 0x12345678;
1709         *addr++ = caller;
1710         *addr++ = smp_processor_id();
1711         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1712         {
1713                 unsigned long *sptr = &caller;
1714                 unsigned long svalue;
1715
1716                 while (!kstack_end(sptr)) {
1717                         svalue = *sptr++;
1718                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1719                                 *addr++ = svalue;
1720                                 size -= sizeof(unsigned long);
1721                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1722                                         break;
1723                         }
1724                 }
1725
1726         }
1727         *addr++ = 0x87654321;
1728 }
1729 #endif
1730
1731 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1732 {
1733         int size = obj_size(cachep);
1734         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1735
1736         memset(addr, val, size);
1737         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1738 }
1739
1740 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1741 {
1742         int i;
1743         unsigned char error = 0;
1744         int bad_count = 0;
1745
1746         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1747         for (i = 0; i < limit; i++) {
1748                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1749                         error = data[offset + i];
1750                         bad_count++;
1751                 }
1752                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1753         }
1754         printk("\n");
1755
1756         if (bad_count == 1) {
1757                 error ^= POISON_FREE;
1758                 if (!(error & (error - 1))) {
1759                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1760                                         "bad RAM.\n");
1761 #ifdef CONFIG_X86
1762                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1763                                         "test tool.\n");
1764 #else
1765                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1766 #endif
1767                 }
1768         }
1769 }
1770 #endif
1771
1772 #if DEBUG
1773
1774 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1775 {
1776         int i, size;
1777         char *realobj;
1778
1779         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1780                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1781                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1782                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1783         }
1784
1785         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1786                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1787                         *dbg_userword(cachep, objp));
1788                 print_symbol("(%s)",
1789                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1790                 printk("\n");
1791         }
1792         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1793         size = obj_size(cachep);
1794         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1795                 int limit;
1796                 limit = 16;
1797                 if (i + limit > size)
1798                         limit = size - i;
1799                 dump_line(realobj, i, limit);
1800         }
1801 }
1802
1803 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1804 {
1805         char *realobj;
1806         int size, i;
1807         int lines = 0;
1808
1809         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1810         size = obj_size(cachep);
1811
1812         for (i = 0; i < size; i++) {
1813                 char exp = POISON_FREE;
1814                 if (i == size - 1)
1815                         exp = POISON_END;
1816                 if (realobj[i] != exp) {
1817                         int limit;
1818                         /* Mismatch ! */
1819                         /* Print header */
1820                         if (lines == 0) {
1821                                 printk(KERN_ERR
1822                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1823                                         cachep->name, realobj, size);
1824                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1825                         }
1826                         /* Hexdump the affected line */
1827                         i = (i / 16) * 16;
1828                         limit = 16;
1829                         if (i + limit > size)
1830                                 limit = size - i;
1831                         dump_line(realobj, i, limit);
1832                         i += 16;
1833                         lines++;
1834                         /* Limit to 5 lines */
1835                         if (lines > 5)
1836                                 break;
1837                 }
1838         }
1839         if (lines != 0) {
1840                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1841                  * exist:
1842                  */
1843                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1844                 unsigned int objnr;
1845
1846                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1847                 if (objnr) {
1848                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1849                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1850                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1851                                realobj, size);
1852                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1853                 }
1854                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1855                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1856                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1857                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1858                                realobj, size);
1859                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1860                 }
1861         }
1862 }
1863 #endif
1864
1865 #if DEBUG
1866 /**
1867  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1868  * @cachep: cache pointer being destroyed
1869  * @slabp: slab pointer being destroyed
1870  *
1871  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1872  * destroyed.
1873  */
1874 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1875 {
1876         int i;
1877         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1878                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1879
1880                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1881 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1882                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1883                                         OFF_SLAB(cachep))
1884                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1885                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1886                         else
1887                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1888 #else
1889                         check_poison_obj(cachep, objp);
1890 #endif
1891                 }
1892                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1893                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1894                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1895                                            "was overwritten");
1896                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1897                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1898                                            "was overwritten");
1899                 }
1900         }
1901 }
1902 #else
1903 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1904 {
1905 }
1906 #endif
1907
1908 /**
1909  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1910  * @cachep: cache pointer being destroyed
1911  * @slabp: slab pointer being destroyed
1912  *
1913  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1914  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1915  * cache-lock is not held/needed.
1916  */
1917 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1918 {
1919         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1920
1921         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1922         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1923                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1924
1925                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1926                 slab_rcu->cachep = cachep;
1927                 slab_rcu->addr = addr;
1928                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1929         } else {
1930                 kmem_freepages(cachep, addr);
1931                 if (OFF_SLAB(cachep))
1932                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1933         }
1934 }
1935
1936 /*
1937  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1938  * size of kmem_list3.
1939  */
1940 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1941 {
1942         int node;
1943
1944         for_each_online_node(node) {
1945                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1946                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1947                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1948                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1949         }
1950 }
1951
1952 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1953 {
1954         int i;
1955         struct kmem_list3 *l3;
1956
1957         for_each_online_cpu(i)
1958             kfree(cachep->array[i]);
1959
1960         /* NUMA: free the list3 structures */
1961         for_each_online_node(i) {
1962                 l3 = cachep->nodelists[i];
1963                 if (l3) {
1964                         kfree(l3->shared);
1965                         free_alien_cache(l3->alien);
1966                         kfree(l3);
1967                 }
1968         }
1969         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1970 }
1971
1972
1973 /**
1974  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1975  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1976  * @size: size of objects to be created in this cache.
1977  * @align: required alignment for the objects.
1978  * @flags: slab allocation flags
1979  *
1980  * Also calculates the number of objects per slab.
1981  *
1982  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1983  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1984  * towards high-order requests, this should be changed.
1985  */
1986 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1987                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1988 {
1989         unsigned long offslab_limit;
1990         size_t left_over = 0;
1991         int gfporder;
1992
1993         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1994                 unsigned int num;
1995                 size_t remainder;
1996
1997                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1998                 if (!num)
1999                         continue;
2000
2001                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2002                         /*
2003                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2004                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2005                          * looping condition in cache_grow().
2006                          */
2007                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2008                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2009
2010                         if (num > offslab_limit)
2011                                 break;
2012                 }
2013
2014                 /* Found something acceptable - save it away */
2015                 cachep->num = num;
2016                 cachep->gfporder = gfporder;
2017                 left_over = remainder;
2018
2019                 /*
2020                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2021                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2022                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2023                  */
2024                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2025                         break;
2026
2027                 /*
2028                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2029                  * currently bad for the gfp()s.
2030                  */
2031                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2032                         break;
2033
2034                 /*
2035                  * Acceptable internal fragmentation?
2036                  */
2037                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2038                         break;
2039         }
2040         return left_over;
2041 }
2042
2043 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2044 {
2045         if (g_cpucache_up == FULL)
2046                 return enable_cpucache(cachep);
2047
2048         if (g_cpucache_up == NONE) {
2049                 /*
2050                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2051                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2052                  * further caches will BUG().
2053                  */
2054                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2055
2056                 /*
2057                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2058                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2059                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2060                  */
2061                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2062                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2063                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2064                 else
2065                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2066         } else {
2067                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2068                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2069
2070                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2071                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2072                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2073                 } else {
2074                         int node;
2075                         for_each_online_node(node) {
2076                                 cachep->nodelists[node] =
2077                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2078                                                 GFP_KERNEL, node);
2079                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2080                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2081                         }
2082                 }
2083         }
2084         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2085                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2086                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2087
2088         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2089         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2090         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2091         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2092         cachep->batchcount = 1;
2093         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2094         return 0;
2095 }
2096
2097 /**
2098  * kmem_cache_create - Create a cache.
2099  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2100  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2101  * @align: The required alignment for the objects.
2102  * @flags: SLAB flags
2103  * @ctor: A constructor for the objects.
2104  * @dtor: A destructor for the objects (not implemented anymore).
2105  *
2106  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2107  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2108  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2109  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2110  *
2111  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2112  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2113  *
2114  * The flags are
2115  *
2116  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2117  * to catch references to uninitialised memory.
2118  *
2119  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2120  * for buffer overruns.
2121  *
2122  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2123  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2124  * as davem.
2125  */
2126 struct kmem_cache *
2127 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2128         unsigned long flags,
2129         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2130         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2131 {
2132         size_t left_over, slab_size, ralign;
2133         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2134
2135         /*
2136          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2137          */
2138         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2139             size > KMALLOC_MAX_SIZE || dtor) {
2140                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2141                                 name);
2142                 BUG();
2143         }
2144
2145         /*
2146          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2147          * cpu_online_map as well.  Please see cpuup_callback
2148          */
2149         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2150
2151         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2152                 char tmp;
2153                 int res;
2154
2155                 /*
2156                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2157                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2158                  * area of the module.  Print a warning.
2159                  */
2160                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2161                 if (res) {
2162                         printk(KERN_ERR
2163                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2164                                pc->buffer_size);
2165                         continue;
2166                 }
2167
2168                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2169                         printk(KERN_ERR
2170                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2171                         dump_stack();
2172                         goto oops;
2173                 }
2174         }
2175
2176 #if DEBUG
2177         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2178 #if FORCED_DEBUG
2179         /*
2180          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2181          * large objects, if the increased size would increase the object size
2182          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2183          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2184          */
2185         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2186                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2187                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2188         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2189                 flags |= SLAB_POISON;
2190 #endif
2191         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2192                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2193 #endif
2194         /*
2195          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2196          * isn't available.
2197          */
2198         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2199
2200         /*
2201          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2202          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2203          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2204          */
2205         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2206                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2207                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2208         }
2209
2210         /* calculate the final buffer alignment: */
2211
2212         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2213         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2214                 /*
2215                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2216                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2217                  * one cacheline.
2218                  */
2219                 ralign = cache_line_size();
2220                 while (size <= ralign / 2)
2221                         ralign /= 2;
2222         } else {
2223                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2224         }
2225
2226         /*
2227          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2228          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2229          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2230          */
2231         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2232                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2233
2234         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2235                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2236                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2237                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2238                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2239                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2240         }
2241
2242         /* 2) arch mandated alignment */
2243         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2244                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2245         }
2246         /* 3) caller mandated alignment */
2247         if (ralign < align) {
2248                 ralign = align;
2249         }
2250         /* disable debug if necessary */
2251         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2252                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2253         /*
2254          * 4) Store it.
2255          */
2256         align = ralign;
2257
2258         /* Get cache's description obj. */
2259         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, GFP_KERNEL);
2260         if (!cachep)
2261                 goto oops;
2262
2263 #if DEBUG
2264         cachep->obj_size = size;
2265
2266         /*
2267          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2268          * into align above.
2269          */
2270         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2271                 /* add space for red zone words */
2272                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2273                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2274         }
2275         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2276                 /* user store requires one word storage behind the end of
2277                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2278                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2279                  */
2280                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2281                         size += REDZONE_ALIGN;
2282                 else
2283                         size += BYTES_PER_WORD;
2284         }
2285 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2286         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2287             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2288                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2289                 size = PAGE_SIZE;
2290         }
2291 #endif
2292 #endif
2293
2294         /*
2295          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2296          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2297          * it too early on.)
2298          */
2299         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2300                 /*
2301                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2302                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2303                  */
2304                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2305
2306         size = ALIGN(size, align);
2307
2308         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2309
2310         if (!cachep->num) {
2311                 printk(KERN_ERR
2312                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2313                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2314                 cachep = NULL;
2315                 goto oops;
2316         }
2317         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2318                           + sizeof(struct slab), align);
2319
2320         /*
2321          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2322          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2323          */
2324         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2325                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2326                 left_over -= slab_size;
2327         }
2328
2329         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2330                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2331                 slab_size =
2332                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2333         }
2334
2335         cachep->colour_off = cache_line_size();
2336         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2337         if (cachep->colour_off < align)
2338                 cachep->colour_off = align;
2339         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2340         cachep->slab_size = slab_size;
2341         cachep->flags = flags;
2342         cachep->gfpflags = 0;
2343         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2344                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2345         cachep->buffer_size = size;
2346         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2347
2348         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2349                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2350                 /*
2351                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2352                  * But since we go off slab only for object size greater than
2353                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2354                  * this should not happen at all.
2355                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2356                  */
2357                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2358         }
2359         cachep->ctor = ctor;
2360         cachep->name = name;
2361
2362         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2363                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2364                 cachep = NULL;
2365                 goto oops;
2366         }
2367
2368         /* cache setup completed, link it into the list */
2369         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2370 oops:
2371         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2372                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2373                       name);
2374         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2375         return cachep;
2376 }
2377 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2378
2379 #if DEBUG
2380 static void check_irq_off(void)
2381 {
2382         BUG_ON(!irqs_disabled());
2383 }
2384
2385 static void check_irq_on(void)
2386 {
2387         BUG_ON(irqs_disabled());
2388 }
2389
2390 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2391 {
2392 #ifdef CONFIG_SMP
2393         check_irq_off();
2394         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2395 #endif
2396 }
2397
2398 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2399 {
2400 #ifdef CONFIG_SMP
2401         check_irq_off();
2402         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2403 #endif
2404 }
2405
2406 #else
2407 #define check_irq_off() do { } while(0)
2408 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2409 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2410 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2411 #endif
2412
2413 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2414                         struct array_cache *ac,
2415                         int force, int node);
2416
2417 static void do_drain(void *arg)
2418 {
2419         struct kmem_cache *cachep = arg;
2420         struct array_cache *ac;
2421         int node = numa_node_id();
2422
2423         check_irq_off();
2424         ac = cpu_cache_get(cachep);
2425         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2426         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2427         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2428         ac->avail = 0;
2429 }
2430
2431 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2432 {
2433         struct kmem_list3 *l3;
2434         int node;
2435
2436         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2437         check_irq_on();
2438         for_each_online_node(node) {
2439                 l3 = cachep->nodelists[node];
2440                 if (l3 && l3->alien)
2441                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2442         }
2443
2444         for_each_online_node(node) {
2445                 l3 = cachep->nodelists[node];
2446                 if (l3)
2447                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2448         }
2449 }
2450
2451 /*
2452  * Remove slabs from the list of free slabs.
2453  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2454  *
2455  * Returns the actual number of slabs released.
2456  */
2457 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2458                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2459 {
2460         struct list_head *p;
2461         int nr_freed;
2462         struct slab *slabp;
2463
2464         nr_freed = 0;
2465         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2466
2467                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2468                 p = l3->slabs_free.prev;
2469                 if (p == &l3->slabs_free) {
2470                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2471                         goto out;
2472                 }
2473
2474                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2475 #if DEBUG
2476                 BUG_ON(slabp->inuse);
2477 #endif
2478                 list_del(&slabp->list);
2479                 /*
2480                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2481                  * to the cache.
2482                  */
2483                 l3->free_objects -= cache->num;
2484                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2485                 slab_destroy(cache, slabp);
2486                 nr_freed++;
2487         }
2488 out:
2489         return nr_freed;
2490 }
2491
2492 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2493 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2494 {
2495         int ret = 0, i = 0;
2496         struct kmem_list3 *l3;
2497
2498         drain_cpu_caches(cachep);
2499
2500         check_irq_on();
2501         for_each_online_node(i) {
2502                 l3 = cachep->nodelists[i];
2503                 if (!l3)
2504                         continue;
2505
2506                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2507
2508                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2509                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2510         }
2511         return (ret ? 1 : 0);
2512 }
2513
2514 /**
2515  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2516  * @cachep: The cache to shrink.
2517  *
2518  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2519  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2520  */
2521 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2522 {
2523         int ret;
2524         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2525
2526         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2527         ret = __cache_shrink(cachep);
2528         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2529         return ret;
2530 }
2531 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2532
2533 /**
2534  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2535  * @cachep: the cache to destroy
2536  *
2537  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2538  *
2539  * It is expected this function will be called by a module when it is
2540  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2541  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2542  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2543  *
2544  * The cache must be empty before calling this function.
2545  *
2546  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2547  * during the kmem_cache_destroy().
2548  */
2549 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2550 {
2551         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2552
2553         /* Find the cache in the chain of caches. */
2554         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2555         /*
2556          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2557          */
2558         list_del(&cachep->next);
2559         if (__cache_shrink(cachep)) {
2560                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2561                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2562                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2563                 return;
2564         }
2565
2566         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2567                 synchronize_rcu();
2568
2569         __kmem_cache_destroy(cachep);
2570         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2571 }
2572 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2573
2574 /*
2575  * Get the memory for a slab management obj.
2576  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2577  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2578  * come from the same cache which is getting created because,
2579  * when we are searching for an appropriate cache for these
2580  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2581  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2582  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2583  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2584  */
2585 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2586                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2587                                    int nodeid)
2588 {
2589         struct slab *slabp;
2590
2591         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2592                 /* Slab management obj is off-slab. */
2593                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2594                                               local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2595                 if (!slabp)
2596                         return NULL;
2597         } else {
2598                 slabp = objp + colour_off;
2599                 colour_off += cachep->slab_size;
2600         }
2601         slabp->inuse = 0;
2602         slabp->colouroff = colour_off;
2603         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2604         slabp->nodeid = nodeid;
2605         return slabp;
2606 }
2607
2608 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2609 {
2610         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2611 }
2612
2613 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2614                             struct slab *slabp)
2615 {
2616         int i;
2617
2618         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2619                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2620 #if DEBUG
2621                 /* need to poison the objs? */
2622                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2623                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2624                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2625                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2626
2627                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2628                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2629                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2630                 }
2631                 /*
2632                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2633                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2634                  * They must also be threaded.
2635                  */
2636                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2637                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2638                                      0);
2639
2640                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2641                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2642                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2643                                            " end of an object");
2644                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2645                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2646                                            " start of an object");
2647                 }
2648                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2649                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2650                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2651                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2652 #else
2653                 if (cachep->ctor)
2654                         cachep->ctor(objp, cachep, 0);
2655 #endif
2656                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2657         }
2658         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2659         slabp->free = 0;
2660 }
2661
2662 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2663 {
2664         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2665                 if (flags & GFP_DMA)
2666                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2667                 else
2668                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2669         }
2670 }
2671
2672 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2673                                 int nodeid)
2674 {
2675         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2676         kmem_bufctl_t next;
2677
2678         slabp->inuse++;
2679         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2680 #if DEBUG
2681         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2682         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2683 #endif
2684         slabp->free = next;
2685
2686         return objp;
2687 }
2688
2689 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2690                                 void *objp, int nodeid)
2691 {
2692         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2693
2694 #if DEBUG
2695         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2696         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2697
2698         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2699                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2700                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2701                 BUG();
2702         }
2703 #endif
2704         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2705         slabp->free = objnr;
2706         slabp->inuse--;
2707 }
2708
2709 /*
2710  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2711  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2712  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2713  */
2714 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2715                            void *addr)
2716 {
2717         int nr_pages;
2718         struct page *page;
2719
2720         page = virt_to_page(addr);
2721
2722         nr_pages = 1;
2723         if (likely(!PageCompound(page)))
2724                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2725
2726         do {
2727                 page_set_cache(page, cache);
2728                 page_set_slab(page, slab);
2729                 page++;
2730         } while (--nr_pages);
2731 }
2732
2733 /*
2734  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2735  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2736  */
2737 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2738                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2739 {
2740         struct slab *slabp;
2741         size_t offset;
2742         gfp_t local_flags;
2743         struct kmem_list3 *l3;
2744
2745         /*
2746          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2747          * critical path in kmem_cache_alloc().
2748          */
2749         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | __GFP_ZERO | GFP_LEVEL_MASK));
2750
2751         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
2752         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2753         check_irq_off();
2754         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2755         spin_lock(&l3->list_lock);
2756
2757         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2758         offset = l3->colour_next;
2759         l3->colour_next++;
2760         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2761                 l3->colour_next = 0;
2762         spin_unlock(&l3->list_lock);
2763
2764         offset *= cachep->colour_off;
2765
2766         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2767                 local_irq_enable();
2768
2769         /*
2770          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2771          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2772          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2773          * will eventually be caught here (where it matters).
2774          */
2775         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2776
2777         /*
2778          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2779          * 'nodeid'.
2780          */
2781         if (!objp)
2782                 objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2783         if (!objp)
2784                 goto failed;
2785
2786         /* Get slab management. */
2787         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2788                         local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2789         if (!slabp)
2790                 goto opps1;
2791
2792         slabp->nodeid = nodeid;
2793         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2794
2795         cache_init_objs(cachep, slabp);
2796
2797         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2798                 local_irq_disable();
2799         check_irq_off();
2800         spin_lock(&l3->list_lock);
2801
2802         /* Make slab active. */
2803         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2804         STATS_INC_GROWN(cachep);
2805         l3->free_objects += cachep->num;
2806         spin_unlock(&l3->list_lock);
2807         return 1;
2808 opps1:
2809         kmem_freepages(cachep, objp);
2810 failed:
2811         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2812                 local_irq_disable();
2813         return 0;
2814 }
2815
2816 #if DEBUG
2817
2818 /*
2819  * Perform extra freeing checks:
2820  * - detect bad pointers.
2821  * - POISON/RED_ZONE checking
2822  */
2823 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2824 {
2825         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2826                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2827                        (unsigned long)objp);
2828                 BUG();
2829         }
2830 }
2831
2832 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2833 {
2834         unsigned long long redzone1, redzone2;
2835
2836         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2837         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2838
2839         /*
2840          * Redzone is ok.
2841          */
2842         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2843                 return;
2844
2845         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2846                 slab_error(cache, "double free detected");
2847         else
2848                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2849
2850         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2851                         obj, redzone1, redzone2);
2852 }
2853
2854 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2855                                    void *caller)
2856 {
2857         struct page *page;
2858         unsigned int objnr;
2859         struct slab *slabp;
2860
2861         objp -= obj_offset(cachep);
2862         kfree_debugcheck(objp);
2863         page = virt_to_head_page(objp);
2864
2865         slabp = page_get_slab(page);
2866
2867         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2868                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2869                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2870                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2871         }
2872         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2873                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2874
2875         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2876
2877         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2878         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2879
2880 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2881         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2882 #endif
2883         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2884 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2885                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2886                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2887                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2888                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2889                 } else {
2890                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2891                 }
2892 #else
2893                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2894 #endif
2895         }
2896         return objp;
2897 }
2898
2899 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2900 {
2901         kmem_bufctl_t i;
2902         int entries = 0;
2903
2904         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2905         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2906                 entries++;
2907                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2908                         goto bad;
2909         }
2910         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2911 bad:
2912                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2913                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2914                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2915                 for (i = 0;
2916                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2917                      i++) {
2918                         if (i % 16 == 0)
2919                                 printk("\n%03x:", i);
2920                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2921                 }
2922                 printk("\n");
2923                 BUG();
2924         }
2925 }
2926 #else
2927 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2928 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2929 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2930 #endif
2931
2932 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2933 {
2934         int batchcount;
2935         struct kmem_list3 *l3;
2936         struct array_cache *ac;
2937         int node;
2938
2939         node = numa_node_id();
2940
2941         check_irq_off();
2942         ac = cpu_cache_get(cachep);
2943 retry:
2944         batchcount = ac->batchcount;
2945         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2946                 /*
2947                  * If there was little recent activity on this cache, then
2948                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2949                  * refill bouncing.
2950                  */
2951                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2952         }
2953         l3 = cachep->nodelists[node];
2954
2955         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2956         spin_lock(&l3->list_lock);
2957
2958         /* See if we can refill from the shared array */
2959         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2960                 goto alloc_done;
2961
2962         while (batchcount > 0) {
2963                 struct list_head *entry;
2964                 struct slab *slabp;
2965                 /* Get slab alloc is to come from. */
2966                 entry = l3->slabs_partial.next;
2967                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2968                         l3->free_touched = 1;
2969                         entry = l3->slabs_free.next;
2970                         if (entry == &l3->slabs_free)
2971                                 goto must_grow;
2972                 }
2973
2974                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2975                 check_slabp(cachep, slabp);
2976                 check_spinlock_acquired(cachep);
2977
2978                 /*
2979                  * The slab was either on partial or free list so
2980                  * there must be at least one object available for
2981                  * allocation.
2982                  */
2983                 BUG_ON(slabp->inuse < 0 || slabp->inuse >= cachep->num);
2984
2985                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2986                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2987                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2988                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2989
2990                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2991                                                             node);
2992                 }
2993                 check_slabp(cachep, slabp);
2994
2995                 /* move slabp to correct slabp list: */
2996                 list_del(&slabp->list);
2997                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2998                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2999                 else
3000                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3001         }
3002
3003 must_grow:
3004         l3->free_objects -= ac->avail;
3005 alloc_done:
3006         spin_unlock(&l3->list_lock);
3007
3008         if (unlikely(!ac->avail)) {
3009                 int x;
3010                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3011
3012                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3013                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3014                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3015                         return NULL;
3016
3017                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3018                         goto retry;
3019         }
3020         ac->touched = 1;
3021         return ac->entry[--ac->avail];
3022 }
3023
3024 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3025                                                 gfp_t flags)
3026 {
3027         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3028 #if DEBUG
3029         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3030 #endif
3031 }
3032
3033 #if DEBUG
3034 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3035                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3036 {
3037         if (!objp)
3038                 return objp;
3039         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3040 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3041                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3042                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3043                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3044                 else
3045                         check_poison_obj(cachep, objp);
3046 #else
3047                 check_poison_obj(cachep, objp);
3048 #endif
3049                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3050         }
3051         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3052                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3053
3054         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3055                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3056                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3057                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3058                                                 " object was overwritten");
3059                         printk(KERN_ERR
3060                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3061                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3062                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3063                 }
3064                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3065                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3066         }
3067 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3068         {
3069                 struct slab *slabp;
3070                 unsigned objnr;
3071
3072                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3073                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3074                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3075         }
3076 #endif
3077         objp += obj_offset(cachep);
3078         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3079                 cachep->ctor(objp, cachep, 0);
3080 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3081         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3082                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3083                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3084         }
3085 #endif
3086         return objp;
3087 }
3088 #else
3089 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3090 #endif
3091
3092 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
3093
3094 static struct failslab_attr {
3095
3096         struct fault_attr attr;
3097
3098         u32 ignore_gfp_wait;
3099 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3100         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
3101 #endif
3102
3103 } failslab = {
3104         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
3105         .ignore_gfp_wait = 1,
3106 };
3107
3108 static int __init setup_failslab(char *str)
3109 {
3110         return setup_fault_attr(&failslab.attr, str);
3111 }
3112 __setup("failslab=", setup_failslab);
3113
3114 static int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3115 {
3116         if (cachep == &cache_cache)
3117                 return 0;
3118         if (flags & __GFP_NOFAIL)
3119                 return 0;
3120         if (failslab.ignore_gfp_wait && (flags & __GFP_WAIT))
3121                 return 0;
3122
3123         return should_fail(&failslab.attr, obj_size(cachep));
3124 }
3125
3126 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3127
3128 static int __init failslab_debugfs(void)
3129 {
3130         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
3131         struct dentry *dir;
3132         int err;
3133
3134         err = init_fault_attr_dentries(&failslab.attr, "failslab");
3135         if (err)
3136                 return err;
3137         dir = failslab.attr.dentries.dir;
3138
3139         failslab.ignore_gfp_wait_file =
3140                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
3141                                       &failslab.ignore_gfp_wait);
3142
3143         if (!failslab.ignore_gfp_wait_file) {
3144                 err = -ENOMEM;
3145                 debugfs_remove(failslab.ignore_gfp_wait_file);
3146                 cleanup_fault_attr_dentries(&failslab.attr);
3147         }
3148
3149         return err;
3150 }
3151
3152 late_initcall(failslab_debugfs);
3153
3154 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
3155
3156 #else /* CONFIG_FAILSLAB */
3157
3158 static inline int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3159 {
3160         return 0;
3161 }
3162
3163 #endif /* CONFIG_FAILSLAB */
3164
3165 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3166 {
3167         void *objp;
3168         struct array_cache *ac;
3169
3170         check_irq_off();
3171
3172         ac = cpu_cache_get(cachep);
3173         if (likely(ac->avail)) {
3174                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3175                 ac->touched = 1;
3176                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3177         } else {
3178                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3179                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3180         }
3181         return objp;
3182 }
3183
3184 #ifdef CONFIG_NUMA
3185 /*
3186  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3187  *
3188  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3189  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3190  */
3191 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3192 {
3193         int nid_alloc, nid_here;
3194
3195         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3196                 return NULL;
3197         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3198         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3199                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3200         else if (current->mempolicy)
3201                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3202         if (nid_alloc != nid_here)
3203                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3204         return NULL;
3205 }
3206
3207 /*
3208  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3209  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3210  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3211  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3212  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3213  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3214  */
3215 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3216 {
3217         struct zonelist *zonelist;
3218         gfp_t local_flags;
3219         struct zone **z;
3220         void *obj = NULL;
3221         int nid;
3222
3223         if (flags & __GFP_THISNODE)
3224                 return NULL;
3225
3226         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3227                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
3228         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
3229
3230 retry:
3231         /*
3232          * Look through allowed nodes for objects available
3233          * from existing per node queues.
3234          */
3235         for (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++) {
3236                 nid = zone_to_nid(*z);
3237
3238                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
3239                         cache->nodelists[nid] &&
3240                         cache->nodelists[nid]->free_objects)
3241                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3242                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3243         }
3244
3245         if (!obj) {
3246                 /*
3247                  * This allocation will be performed within the constraints
3248                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3249                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3250                  * set and go into memory reserves if necessary.
3251                  */
3252                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3253                         local_irq_enable();
3254                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3255                 obj = kmem_getpages(cache, flags, -1);
3256                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3257                         local_irq_disable();
3258                 if (obj) {
3259                         /*
3260                          * Insert into the appropriate per node queues
3261                          */
3262                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3263                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3264                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3265                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3266                                 if (!obj)
3267                                         /*
3268                                          * Another processor may allocate the
3269                                          * objects in the slab since we are
3270                                          * not holding any locks.
3271                                          */
3272                                         goto retry;
3273                         } else {
3274                                 /* cache_grow already freed obj */
3275                                 obj = NULL;
3276                         }
3277                 }
3278         }
3279         return obj;
3280 }
3281
3282 /*
3283  * A interface to enable slab creation on nodeid
3284  */
3285 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3286                                 int nodeid)
3287 {
3288         struct list_head *entry;
3289         struct slab *slabp;
3290         struct kmem_list3 *l3;
3291         void *obj;
3292         int x;
3293
3294         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3295         BUG_ON(!l3);
3296
3297 retry:
3298         check_irq_off();
3299         spin_lock(&l3->list_lock);
3300         entry = l3->slabs_partial.next;
3301         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3302                 l3->free_touched = 1;
3303                 entry = l3->slabs_free.next;
3304                 if (entry == &l3->slabs_free)
3305                         goto must_grow;
3306         }
3307
3308         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3309         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3310         check_slabp(cachep, slabp);
3311
3312         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3313         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3314         STATS_SET_HIGH(cachep);
3315
3316         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3317
3318         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3319         check_slabp(cachep, slabp);
3320         l3->free_objects--;
3321         /* move slabp to correct slabp list: */
3322         list_del(&slabp->list);
3323
3324         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3325                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3326         else
3327                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3328
3329         spin_unlock(&l3->list_lock);
3330         goto done;
3331
3332 must_grow:
3333         spin_unlock(&l3->list_lock);
3334         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3335         if (x)
3336                 goto retry;
3337
3338         return fallback_alloc(cachep, flags);
3339
3340 done:
3341         return obj;
3342 }
3343
3344 /**
3345  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3346  * @cachep: The cache to allocate from.
3347  * @flags: See kmalloc().
3348  * @nodeid: node number of the target node.
3349  * @caller: return address of caller, used for debug information
3350  *
3351  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3352  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3353  *
3354  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3355  */
3356 static __always_inline void *
3357 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3358                    void *caller)
3359 {
3360         unsigned long save_flags;
3361         void *ptr;
3362
3363         if (should_failslab(cachep, flags))
3364                 return NULL;
3365
3366         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3367         local_irq_save(save_flags);
3368
3369         if (unlikely(nodeid == -1))
3370                 nodeid = numa_node_id();
3371
3372         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3373                 /* Node not bootstrapped yet */
3374                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3375                 goto out;
3376         }
3377
3378         if (nodeid == numa_node_id()) {
3379                 /*
3380                  * Use the locally cached objects if possible.
3381                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3382                  * to other nodes. It may fail while we still have
3383                  * objects on other nodes available.
3384                  */
3385                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3386                 if (ptr)
3387                         goto out;
3388         }
3389         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3390         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3391   out:
3392         local_irq_restore(save_flags);
3393         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3394
3395         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3396                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3397
3398         return ptr;
3399 }
3400
3401 static __always_inline void *
3402 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3403 {
3404         void *objp;
3405
3406         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3407                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3408                 if (objp)
3409                         goto out;
3410         }
3411         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3412
3413         /*
3414          * We may just have run out of memory on the local node.
3415          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3416          */
3417         if (!objp)
3418                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3419
3420   out:
3421         return objp;
3422 }
3423 #else
3424
3425 static __always_inline void *
3426 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3427 {
3428         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3429 }
3430
3431 #endif /* CONFIG_NUMA */
3432
3433 static __always_inline void *
3434 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3435 {
3436         unsigned long save_flags;
3437         void *objp;
3438
3439         if (should_failslab(cachep, flags))
3440                 return NULL;
3441
3442         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3443         local_irq_save(save_flags);
3444         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3445         local_irq_restore(save_flags);
3446         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3447         prefetchw(objp);
3448
3449         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3450                 memset(objp, 0, obj_size(cachep));
3451
3452         return objp;
3453 }
3454
3455 /*
3456  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3457  */
3458 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3459                        int node)
3460 {
3461         int i;
3462         struct kmem_list3 *l3;
3463
3464         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3465                 void *objp = objpp[i];
3466                 struct slab *slabp;
3467
3468                 slabp = virt_to_slab(objp);
3469                 l3 = cachep->nodelists[node];
3470                 list_del(&slabp->list);
3471                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3472                 check_slabp(cachep, slabp);
3473                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3474                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3475                 l3->free_objects++;
3476                 check_slabp(cachep, slabp);
3477
3478                 /* fixup slab chains */
3479                 if (slabp->inuse == 0) {
3480                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3481                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3482                                 /* No need to drop any previously held
3483                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3484                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3485                                  * a different cache, refer to comments before
3486                                  * alloc_slabmgmt.
3487                                  */
3488                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3489                         } else {
3490                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3491                         }
3492                 } else {
3493                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3494                          * partial list on free - maximum time for the
3495                          * other objects to be freed, too.
3496                          */
3497                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3498                 }
3499         }
3500 }
3501
3502 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3503 {
3504         int batchcount;
3505         struct kmem_list3 *l3;
3506         int node = numa_node_id();
3507
3508         batchcount = ac->batchcount;
3509 #if DEBUG
3510         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3511 #endif
3512         check_irq_off();
3513         l3 = cachep->nodelists[node];
3514         spin_lock(&l3->list_lock);
3515         if (l3->shared) {
3516                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3517                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3518                 if (max) {
3519                         if (batchcount > max)
3520                                 batchcount = max;
3521                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3522                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3523                         shared_array->avail += batchcount;
3524                         goto free_done;
3525                 }
3526         }
3527
3528         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3529 free_done:
3530 #if STATS
3531         {
3532                 int i = 0;
3533                 struct list_head *p;
3534
3535                 p = l3->slabs_free.next;
3536                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3537                         struct slab *slabp;
3538
3539                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3540                         BUG_ON(slabp->inuse);
3541
3542                         i++;
3543                         p = p->next;
3544                 }
3545                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3546         }
3547 #endif
3548         spin_unlock(&l3->list_lock);
3549         ac->avail -= batchcount;
3550         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3551 }
3552
3553 /*
3554  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3555  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3556  */
3557 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3558 {
3559         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3560
3561         check_irq_off();
3562         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3563
3564         if (cache_free_alien(cachep, objp))
3565                 return;
3566
3567         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3568                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3569                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3570                 return;
3571         } else {
3572                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3573                 cache_flusharray(cachep, ac);
3574                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3575         }
3576 }
3577
3578 /**
3579  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3580  * @cachep: The cache to allocate from.
3581  * @flags: See kmalloc().
3582  *
3583  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3584  * if the cache has no available objects.
3585  */
3586 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3587 {
3588         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3589 }
3590 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3591
3592 /**
3593  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3594  *      be a slab entry.
3595  * @cachep: the cache we're checking against
3596  * @ptr: pointer to validate
3597  *
3598  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3599  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3600  * part of the slab cache in question, but it at least
3601  * validates that the pointer can be dereferenced and
3602  * looks half-way sane.
3603  *
3604  * Currently only used for dentry validation.
3605  */
3606 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3607 {
3608         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3609         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3610         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3611         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3612         struct page *page;
3613
3614         if (unlikely(addr < min_addr))
3615                 goto out;
3616         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3617                 goto out;
3618         if (unlikely(addr & align_mask))
3619                 goto out;
3620         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3621                 goto out;
3622         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3623                 goto out;
3624         page = virt_to_page(ptr);
3625         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3626                 goto out;
3627         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3628                 goto out;
3629         return 1;
3630 out:
3631         return 0;
3632 }
3633
3634 #ifdef CONFIG_NUMA
3635 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3636 {
3637         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3638                         __builtin_return_address(0));
3639 }
3640 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3641
3642 static __always_inline void *
3643 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3644 {
3645         struct kmem_cache *cachep;
3646
3647         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3648         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3649                 return cachep;
3650         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3651 }
3652
3653 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3654 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3655 {
3656         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3657                         __builtin_return_address(0));
3658 }
3659 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3660
3661 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3662                 int node, void *caller)
3663 {
3664         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3665 }
3666 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3667 #else
3668 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3669 {
3670         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3671 }
3672 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3673 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3674 #endif /* CONFIG_NUMA */
3675
3676 /**
3677  * __do_kmalloc - allocate memory
3678  * @size: how many bytes of memory are required.
3679  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3680  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3681  */
3682 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3683                                           void *caller)
3684 {
3685         struct kmem_cache *cachep;
3686
3687         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3688          * __ with kmem_.
3689          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3690          * functions.
3691          */
3692         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3693         if (unlikely(cachep == NULL))
3694                 return NULL;
3695         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3696 }
3697
3698
3699 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3700 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3701 {
3702         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3703 }
3704 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3705
3706 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3707 {
3708         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3709 }
3710 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3711
3712 #else
3713 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3714 {
3715         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3716 }
3717 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3718 #endif
3719
3720 /**
3721  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3722  * @cachep: The cache the allocation was from.
3723  * @objp: The previously allocated object.
3724  *
3725  * Free an object which was previously allocated from this
3726  * cache.
3727  */
3728 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3729 {
3730         unsigned long flags;
3731
3732         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3733
3734         local_irq_save(flags);
3735         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3736         __cache_free(cachep, objp);
3737         local_irq_restore(flags);
3738 }
3739 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3740
3741 /**
3742  * kfree - free previously allocated memory
3743  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3744  *
3745  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3746  *
3747  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3748  * or you will run into trouble.
3749  */
3750 void kfree(const void *objp)
3751 {
3752         struct kmem_cache *c;
3753         unsigned long flags;
3754
3755         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3756                 return;
3757         local_irq_save(flags);
3758         kfree_debugcheck(objp);
3759         c = virt_to_cache(objp);
3760         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3761         __cache_free(c, (void *)objp);
3762         local_irq_restore(flags);
3763 }
3764 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3765
3766 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3767 {
3768         return obj_size(cachep);
3769 }
3770 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3771
3772 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3773 {
3774         return cachep->name;
3775 }
3776 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3777
3778 /*
3779  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3780  */
3781 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3782 {
3783         int node;
3784         struct kmem_list3 *l3;
3785         struct array_cache *new_shared;
3786         struct array_cache **new_alien = NULL;
3787
3788         for_each_online_node(node) {
3789
3790                 if (use_alien_caches) {
3791                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3792                         if (!new_alien)
3793                                 goto fail;
3794                 }
3795
3796                 new_shared = NULL;
3797                 if (cachep->shared) {
3798                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3799                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3800                                         0xbaadf00d);
3801                         if (!new_shared) {
3802                                 free_alien_cache(new_alien);
3803                                 goto fail;
3804                         }
3805                 }
3806
3807                 l3 = cachep->nodelists[node];
3808                 if (l3) {
3809                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3810
3811                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3812
3813                         if (shared)
3814                                 free_block(cachep, shared->entry,
3815                                                 shared->avail, node);
3816
3817                         l3->shared = new_shared;
3818                         if (!l3->alien) {
3819                                 l3->alien = new_alien;
3820                                 new_alien = NULL;
3821                         }
3822                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3823                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3824                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3825                         kfree(shared);
3826                         free_alien_cache(new_alien);
3827                         continue;
3828                 }
3829                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3830                 if (!l3) {
3831                         free_alien_cache(new_alien);
3832                         kfree(new_shared);
3833                         goto fail;
3834                 }
3835
3836                 kmem_list3_init(l3);
3837                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3838                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3839                 l3->shared = new_shared;
3840                 l3->alien = new_alien;
3841                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3842                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3843                 cachep->nodelists[node] = l3;
3844         }
3845         return 0;
3846
3847 fail:
3848         if (!cachep->next.next) {
3849                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3850                 node--;
3851                 while (node >= 0) {
3852                         if (cachep->nodelists[node]) {
3853                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3854
3855                                 kfree(l3->shared);
3856                                 free_alien_cache(l3->alien);
3857                                 kfree(l3);
3858                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3859                         }
3860                         node--;
3861                 }
3862         }
3863         return -ENOMEM;
3864 }
3865
3866 struct ccupdate_struct {
3867         struct kmem_cache *cachep;
3868         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3869 };
3870
3871 static void do_ccupdate_local(void *info)
3872 {
3873         struct ccupdate_struct *new = info;
3874         struct array_cache *old;
3875
3876         check_irq_off();
3877         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3878
3879         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3880         new->new[smp_processor_id()] = old;
3881 }
3882
3883 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3884 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3885                                 int batchcount, int shared)
3886 {
3887         struct ccupdate_struct *new;
3888         int i;
3889
3890         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3891         if (!new)
3892                 return -ENOMEM;
3893
3894         for_each_online_cpu(i) {
3895                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3896                                                 batchcount);
3897                 if (!new->new[i]) {
3898                         for (i--; i >= 0; i--)
3899                                 kfree(new->new[i]);
3900                         kfree(new);
3901                         return -ENOMEM;
3902                 }
3903         }
3904         new->cachep = cachep;
3905
3906         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3907
3908         check_irq_on();
3909         cachep->batchcount = batchcount;
3910         cachep->limit = limit;
3911         cachep->shared = shared;
3912
3913         for_each_online_cpu(i) {
3914                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3915                 if (!ccold)
3916                         continue;
3917                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3918                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3919                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3920                 kfree(ccold);
3921         }
3922         kfree(new);
3923         return alloc_kmemlist(cachep);
3924 }
3925
3926 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3927 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3928 {
3929         int err;
3930         int limit, shared;
3931
3932         /*
3933          * The head array serves three purposes:
3934          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3935          * - reduce the number of spinlock operations.
3936          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3937          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3938          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3939          * Bonwick.
3940          */
3941         if (cachep->buffer_size > 131072)
3942                 limit = 1;
3943         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3944                 limit = 8;
3945         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3946                 limit = 24;
3947         else if (cachep->buffer_size > 256)
3948                 limit = 54;
3949         else
3950                 limit = 120;
3951
3952         /*
3953          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3954          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3955          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3956          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3957          * replaces Bonwick's magazine layer.
3958          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3959          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3960          */
3961         shared = 0;
3962         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3963                 shared = 8;
3964
3965 #if DEBUG
3966         /*
3967          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3968          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3969          */
3970         if (limit > 32)
3971                 limit = 32;
3972 #endif
3973         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3974         if (err)
3975                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3976                        cachep->name, -err);
3977         return err;
3978 }
3979
3980 /*
3981  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3982  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3983  * if drain_array() is used on the shared array.
3984  */
3985 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3986                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3987 {
3988         int tofree;
3989
3990         if (!ac || !ac->avail)
3991                 return;
3992         if (ac->touched && !force) {
3993                 ac->touched = 0;
3994         } else {
3995                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3996                 if (ac->avail) {
3997                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3998                         if (tofree > ac->avail)
3999                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4000                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4001                         ac->avail -= tofree;
4002                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4003                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4004                 }
4005                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4006         }
4007 }
4008
4009 /**
4010  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4011  * @w: work descriptor
4012  *
4013  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4014  * Purpose:
4015  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4016  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4017  *
4018  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4019  * again on the next iteration.
4020  */
4021 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4022 {
4023         struct kmem_cache *searchp;
4024         struct kmem_list3 *l3;
4025         int node = numa_node_id();
4026         struct delayed_work *work =
4027                 container_of(w, struct delayed_work, work);
4028
4029         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4030                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4031                 goto out;
4032
4033         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4034                 check_irq_on();
4035
4036                 /*
4037                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4038                  * have established with reasonable certainty that
4039                  * we can do some work if the lock was obtained.
4040                  */
4041                 l3 = searchp->nodelists[node];
4042
4043                 reap_alien(searchp, l3);
4044
4045                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4046
4047                 /*
4048                  * These are racy checks but it does not matter
4049                  * if we skip one check or scan twice.
4050                  */
4051                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4052                         goto next;
4053
4054                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4055
4056                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4057
4058                 if (l3->free_touched)
4059                         l3->free_touched = 0;
4060                 else {
4061                         int freed;
4062
4063                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4064                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4065                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4066                 }
4067 next:
4068                 cond_resched();
4069         }
4070         check_irq_on();
4071         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4072         next_reap_node();
4073 out:
4074         /* Set up the next iteration */
4075         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4076 }
4077
4078 #ifdef CONFIG_PROC_FS
4079
4080 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4081 {
4082         /*
4083          * Output format version, so at least we can change it
4084          * without _too_ many complaints.
4085          */
4086 #if STATS
4087         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4088 #else
4089         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4090 #endif
4091         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4092                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4093         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4094         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4095 #if STATS
4096         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4097                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4098         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4099 #endif
4100         seq_putc(m, '\n');
4101 }
4102
4103 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4104 {
4105         loff_t n = *pos;
4106
4107         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4108         if (!n)
4109                 print_slabinfo_header(m);
4110
4111         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4112 }
4113
4114 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4115 {
4116         return seq_list_next(p, &cache_chain, pos);
4117 }
4118
4119 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4120 {
4121         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4122 }
4123
4124 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4125 {
4126         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4127         struct slab *slabp;
4128         unsigned long active_objs;
4129         unsigned long num_objs;
4130         unsigned long active_slabs = 0;
4131         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4132         const char *name;
4133         char *error = NULL;
4134         int node;
4135         struct kmem_list3 *l3;
4136
4137         active_objs = 0;
4138         num_slabs = 0;
4139         for_each_online_node(node) {
4140                 l3 = cachep->nodelists[node];
4141                 if (!l3)
4142                         continue;
4143
4144                 check_irq_on();
4145                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4146
4147                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4148                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4149                                 error = "slabs_full accounting error";
4150                         active_objs += cachep->num;
4151                         active_slabs++;
4152                 }
4153                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4154                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4155                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4156                         if (!slabp->inuse && !error)
4157                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4158                         active_objs += slabp->inuse;
4159                         active_slabs++;
4160                 }
4161                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4162                         if (slabp->inuse && !error)
4163                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4164                         num_slabs++;
4165                 }
4166                 free_objects += l3->free_objects;
4167                 if (l3->shared)
4168                         shared_avail += l3->shared->avail;
4169
4170                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4171         }
4172         num_slabs += active_slabs;
4173         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4174         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4175                 error = "free_objects accounting error";
4176
4177         name = cachep->name;
4178         if (error)
4179                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4180
4181         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4182                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4183                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4184         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4185                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4186         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4187                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4188 #if STATS
4189         {                       /* list3 stats */
4190                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4191                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4192                 unsigned long grown = cachep->grown;
4193                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4194                 unsigned long errors = cachep->errors;
4195                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4196                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4197                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4198                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4199
4200                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4201                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4202                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4203                                 node_frees, overflows);
4204         }
4205         /* cpu stats */
4206         {
4207                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4208                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4209                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4210                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4211
4212                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4213                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4214         }
4215 #endif
4216         seq_putc(m, '\n');
4217         return 0;
4218 }
4219
4220 /*
4221  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4222  *
4223  * Output layout:
4224  * cache-name
4225  * num-active-objs
4226  * total-objs
4227  * object size
4228  * num-active-slabs
4229  * total-slabs
4230  * num-pages-per-slab
4231  * + further values on SMP and with statistics enabled
4232  */
4233
4234 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4235         .start = s_start,
4236         .next = s_next,
4237         .stop = s_stop,
4238         .show = s_show,
4239 };
4240
4241 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4242 /**
4243  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4244  * @file: unused
4245  * @buffer: user buffer
4246  * @count: data length
4247  * @ppos: unused
4248  */
4249 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4250                        size_t count, loff_t *ppos)
4251 {
4252         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4253         int limit, batchcount, shared, res;
4254         struct kmem_cache *cachep;
4255
4256         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4257                 return -EINVAL;
4258         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4259                 return -EFAULT;
4260         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4261
4262         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4263         if (!tmp)
4264                 return -EINVAL;
4265         *tmp = '\0';
4266         tmp++;
4267         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4268                 return -EINVAL;
4269
4270         /* Find the cache in the chain of caches. */
4271         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4272         res = -EINVAL;
4273         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4274                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4275                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4276                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4277                                 res = 0;
4278                         } else {
4279                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4280                                                        batchcount, shared);
4281                         }
4282                         break;
4283                 }
4284         }
4285         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4286         if (res >= 0)
4287                 res = count;
4288         return res;
4289 }
4290
4291 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4292
4293 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4294 {
4295         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4296         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4297 }
4298
4299 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4300 {
4301         unsigned long *p;
4302         int l;
4303         if (!v)
4304                 return 1;
4305         l = n[1];
4306         p = n + 2;
4307         while (l) {
4308                 int i = l/2;
4309                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4310                 if (*q == v) {
4311                         q[1]++;
4312                         return 1;
4313                 }
4314                 if (*q > v) {
4315                         l = i;
4316                 } else {
4317                         p = q + 2;
4318                         l -= i + 1;
4319                 }
4320         }
4321         if (++n[1] == n[0])
4322                 return 0;
4323         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4324         p[0] = v;
4325         p[1] = 1;
4326         return 1;
4327 }
4328
4329 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4330 {
4331         void *p;
4332         int i;
4333         if (n[0] == n[1])
4334                 return;
4335         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4336                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4337                         continue;
4338                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4339                         return;
4340         }
4341 }
4342
4343 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4344 {
4345 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4346         unsigned long offset, size;
4347         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4348
4349         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4350                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4351                 if (modname[0])
4352                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4353                 return;
4354         }
4355 #endif
4356         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4357 }
4358
4359 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4360 {
4361         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4362         struct slab *slabp;
4363         struct kmem_list3 *l3;
4364         const char *name;
4365         unsigned long *n = m->private;
4366         int node;
4367         int i;
4368
4369         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4370                 return 0;
4371         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4372                 return 0;
4373
4374         /* OK, we can do it */
4375
4376         n[1] = 0;
4377
4378         for_each_online_node(node) {
4379                 l3 = cachep->nodelists[node];
4380                 if (!l3)
4381                         continue;
4382
4383                 check_irq_on();
4384                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4385
4386                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4387                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4388                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4389                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4390                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4391         }
4392         name = cachep->name;
4393         if (n[0] == n[1]) {
4394                 /* Increase the buffer size */
4395                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4396                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4397                 if (!m->private) {
4398                         /* Too bad, we are really out */
4399                         m->private = n;
4400                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4401                         return -ENOMEM;
4402                 }
4403                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4404                 kfree(n);
4405                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4406                 /* Now make sure this entry will be retried */
4407                 m->count = m->size;
4408                 return 0;
4409         }
4410         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4411                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4412                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4413                 seq_putc(m, '\n');
4414         }
4415
4416         return 0;
4417 }
4418
4419 const struct seq_operations slabstats_op = {
4420         .start = leaks_start,
4421         .next = s_next,
4422         .stop = s_stop,
4423         .show = leaks_show,
4424 };
4425 #endif
4426 #endif
4427
4428 /**
4429  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4430  * @objp: Pointer to the object
4431  *
4432  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4433  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4434  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4435  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4436  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4437  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4438  * must not be freed during the duration of the call.
4439  */
4440 size_t ksize(const void *objp)
4441 {
4442         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
4443                 return 0;
4444
4445         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4446 }