slab: fix gfp flag in setup_cpu_cache()
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/kmemtrace.h>
106 #include        <linux/rcupdate.h>
107 #include        <linux/string.h>
108 #include        <linux/uaccess.h>
109 #include        <linux/nodemask.h>
110 #include        <linux/kmemleak.h>
111 #include        <linux/mempolicy.h>
112 #include        <linux/mutex.h>
113 #include        <linux/fault-inject.h>
114 #include        <linux/rtmutex.h>
115 #include        <linux/reciprocal_div.h>
116 #include        <linux/debugobjects.h>
117
118 #include        <asm/cacheflush.h>
119 #include        <asm/tlbflush.h>
120 #include        <asm/page.h>
121
122 /*
123  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
124  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
125  *
126  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
127  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
128  *
129  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
130  */
131
132 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
133 #define DEBUG           1
134 #define STATS           1
135 #define FORCED_DEBUG    1
136 #else
137 #define DEBUG           0
138 #define STATS           0
139 #define FORCED_DEBUG    0
140 #endif
141
142 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
143 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
144 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
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                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE)
183 #else
184 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
185                          SLAB_CACHE_DMA | \
186                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
187                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
188                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE)
189 #endif
190
191 /*
192  * kmem_bufctl_t:
193  *
194  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
195  * linked offsets.
196  *
197  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
198  * slab an object belongs to.
199  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
200  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
201  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
202  * that does not use off-slab slabs.
203  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
204  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
205  * to have too many per slab.
206  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
207  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
208  */
209
210 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
211 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
212 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
213 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
214 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
215
216 /*
217  * struct slab
218  *
219  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
220  * for a slab, or allocated from an general cache.
221  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
222  */
223 struct slab {
224         struct list_head list;
225         unsigned long colouroff;
226         void *s_mem;            /* including colour offset */
227         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
228         kmem_bufctl_t free;
229         unsigned short nodeid;
230 };
231
232 /*
233  * struct slab_rcu
234  *
235  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
236  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
237  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
238  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
239  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
240  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
241  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
242  *
243  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
244  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
245  *
246  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
247  */
248 struct slab_rcu {
249         struct rcu_head head;
250         struct kmem_cache *cachep;
251         void *addr;
252 };
253
254 /*
255  * struct array_cache
256  *
257  * Purpose:
258  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
259  * - reduce the number of linked list operations
260  * - reduce spinlock operations
261  *
262  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
263  * footprint.
264  *
265  */
266 struct array_cache {
267         unsigned int avail;
268         unsigned int limit;
269         unsigned int batchcount;
270         unsigned int touched;
271         spinlock_t lock;
272         void *entry[];  /*
273                          * Must have this definition in here for the proper
274                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
275                          * the entries.
276                          */
277 };
278
279 /*
280  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
281  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
282  */
283 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
284 struct arraycache_init {
285         struct array_cache cache;
286         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
287 };
288
289 /*
290  * The slab lists for all objects.
291  */
292 struct kmem_list3 {
293         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
294         struct list_head slabs_full;
295         struct list_head slabs_free;
296         unsigned long free_objects;
297         unsigned int free_limit;
298         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
299         spinlock_t list_lock;
300         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
301         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
302         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
303         int free_touched;               /* updated without locking */
304 };
305
306 /*
307  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
308  */
309 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
310 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
311 #define CACHE_CACHE 0
312 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
313 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
314
315 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
316                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
317 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
318                         int node);
319 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
320 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
321
322 /*
323  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
324  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
325  */
326 static __always_inline int index_of(const size_t size)
327 {
328         extern void __bad_size(void);
329
330         if (__builtin_constant_p(size)) {
331                 int i = 0;
332
333 #define CACHE(x) \
334         if (size <=x) \
335                 return i; \
336         else \
337                 i++;
338 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
339 #undef CACHE
340                 __bad_size();
341         } else
342                 __bad_size();
343         return 0;
344 }
345
346 static int slab_early_init = 1;
347
348 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
349 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
350
351 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
352 {
353         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
354         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
355         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
356         parent->shared = NULL;
357         parent->alien = NULL;
358         parent->colour_next = 0;
359         spin_lock_init(&parent->list_lock);
360         parent->free_objects = 0;
361         parent->free_touched = 0;
362 }
363
364 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
365         do {                                                            \
366                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
367                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
368         } while (0)
369
370 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
371         do {                                                            \
372         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
373         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
374         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
375         } while (0)
376
377 /*
378  * struct kmem_cache
379  *
380  * manages a cache.
381  */
382
383 struct kmem_cache {
384 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
385         struct array_cache *array[NR_CPUS];
386 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
387         unsigned int batchcount;
388         unsigned int limit;
389         unsigned int shared;
390
391         unsigned int buffer_size;
392         u32 reciprocal_buffer_size;
393 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
394
395         unsigned int flags;             /* constant flags */
396         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
397
398 /* 4) cache_grow/shrink */
399         /* order of pgs per slab (2^n) */
400         unsigned int gfporder;
401
402         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
403         gfp_t gfpflags;
404
405         size_t colour;                  /* cache colouring range */
406         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
407         struct kmem_cache *slabp_cache;
408         unsigned int slab_size;
409         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
410
411         /* constructor func */
412         void (*ctor)(void *obj);
413
414 /* 5) cache creation/removal */
415         const char *name;
416         struct list_head next;
417
418 /* 6) statistics */
419 #if STATS
420         unsigned long num_active;
421         unsigned long num_allocations;
422         unsigned long high_mark;
423         unsigned long grown;
424         unsigned long reaped;
425         unsigned long errors;
426         unsigned long max_freeable;
427         unsigned long node_allocs;
428         unsigned long node_frees;
429         unsigned long node_overflow;
430         atomic_t allochit;
431         atomic_t allocmiss;
432         atomic_t freehit;
433         atomic_t freemiss;
434 #endif
435 #if DEBUG
436         /*
437          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
438          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
439          * object size including these internal fields, the following two
440          * variables contain the offset to the user object and its size.
441          */
442         int obj_offset;
443         int obj_size;
444 #endif
445         /*
446          * We put nodelists[] at the end of kmem_cache, because we want to size
447          * this array to nr_node_ids slots instead of MAX_NUMNODES
448          * (see kmem_cache_init())
449          * We still use [MAX_NUMNODES] and not [1] or [0] because cache_cache
450          * is statically defined, so we reserve the max number of nodes.
451          */
452         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
453         /*
454          * Do not add fields after nodelists[]
455          */
456 };
457
458 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
459 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
460
461 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
462 /*
463  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
464  * cpucache drain/refill cycles.
465  *
466  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
467  * which could lock up otherwise freeable slabs.
468  */
469 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
470 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
471
472 #if STATS
473 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
474 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
475 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
476 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
477 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
478 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
479         do {                                                            \
480                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
481                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
482         } while (0)
483 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
484 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
485 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
486 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
487 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
488         do {                                                            \
489                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
490                         (x)->max_freeable = i;                          \
491         } while (0)
492 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
493 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
494 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
495 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
496 #else
497 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
498 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
499 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
500 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
501 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
502 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
503 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
504 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
505 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
506 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
507 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
508 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
509 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
510 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
511 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
512 #endif
513
514 #if DEBUG
515
516 /*
517  * memory layout of objects:
518  * 0            : objp
519  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
520  *              the end of an object is aligned with the end of the real
521  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
522  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
523  *              redzone word.
524  * cachep->obj_offset: The real object.
525  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
526  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
527  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
528  */
529 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
530 {
531         return cachep->obj_offset;
532 }
533
534 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
535 {
536         return cachep->obj_size;
537 }
538
539 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
540 {
541         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
542         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
543                                       sizeof(unsigned long long));
544 }
545
546 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
547 {
548         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
549         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
550                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
551                                               sizeof(unsigned long long) -
552                                               REDZONE_ALIGN);
553         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
554                                        sizeof(unsigned long long));
555 }
556
557 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
558 {
559         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
560         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
561 }
562
563 #else
564
565 #define obj_offset(x)                   0
566 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
567 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
568 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
569 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
570
571 #endif
572
573 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
574 size_t slab_buffer_size(struct kmem_cache *cachep)
575 {
576         return cachep->buffer_size;
577 }
578 EXPORT_SYMBOL(slab_buffer_size);
579 #endif
580
581 /*
582  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
583  */
584 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
585 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
586 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
587
588 /*
589  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
590  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
591  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
592  */
593 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
594 {
595         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
596 }
597
598 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
599 {
600         page = compound_head(page);
601         BUG_ON(!PageSlab(page));
602         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
603 }
604
605 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
606 {
607         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
608 }
609
610 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
611 {
612         BUG_ON(!PageSlab(page));
613         return (struct slab *)page->lru.prev;
614 }
615
616 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
617 {
618         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
619         return page_get_cache(page);
620 }
621
622 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
623 {
624         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
625         return page_get_slab(page);
626 }
627
628 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
629                                  unsigned int idx)
630 {
631         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
632 }
633
634 /*
635  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
636  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
637  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
638  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
639  */
640 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
641                                         const struct slab *slab, void *obj)
642 {
643         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
644         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
645 }
646
647 /*
648  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
649  */
650 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
651 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
652 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
653         CACHE(ULONG_MAX)
654 #undef CACHE
655 };
656 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
657
658 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
659 struct cache_names {
660         char *name;
661         char *name_dma;
662 };
663
664 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
665 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
666 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
667         {NULL,}
668 #undef CACHE
669 };
670
671 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
672     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
673 static struct arraycache_init initarray_generic =
674     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
675
676 /* internal cache of cache description objs */
677 static struct kmem_cache cache_cache = {
678         .batchcount = 1,
679         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
680         .shared = 1,
681         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
682         .name = "kmem_cache",
683 };
684
685 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
686
687 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
688
689 /*
690  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
691  * for other slabs "off slab".
692  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
693  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
694  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
695  *
696  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
697  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
698  * then comes back up during hotplug
699  */
700 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
701 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
702
703 static inline void init_lock_keys(void)
704
705 {
706         int q;
707         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
708
709         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
710                 for_each_node(q) {
711                         struct array_cache **alc;
712                         int r;
713                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
714                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
715                                 continue;
716                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
717                         alc = l3->alien;
718                         /*
719                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
720                          * should go away when common slab code is taught to
721                          * work even without alien caches.
722                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
723                          * for alloc_alien_cache,
724                          */
725                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
726                                 continue;
727                         for_each_node(r) {
728                                 if (alc[r])
729                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
730                                              &on_slab_alc_key);
731                         }
732                 }
733                 s++;
734         }
735 }
736 #else
737 static inline void init_lock_keys(void)
738 {
739 }
740 #endif
741
742 /*
743  * Guard access to the cache-chain.
744  */
745 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
746 static struct list_head cache_chain;
747
748 /*
749  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
750  * until the general caches are up.
751  */
752 static enum {
753         NONE,
754         PARTIAL_AC,
755         PARTIAL_L3,
756         FULL
757 } g_cpucache_up;
758
759 /*
760  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
761  */
762 int slab_is_available(void)
763 {
764         return g_cpucache_up == FULL;
765 }
766
767 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
768
769 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
770 {
771         return cachep->array[smp_processor_id()];
772 }
773
774 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
775                                                         gfp_t gfpflags)
776 {
777         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
778
779 #if DEBUG
780         /* This happens if someone tries to call
781          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
782          * the generic caches are initialized.
783          */
784         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
785 #endif
786         if (!size)
787                 return ZERO_SIZE_PTR;
788
789         while (size > csizep->cs_size)
790                 csizep++;
791
792         /*
793          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
794          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
795          * for large kmalloc calls required.
796          */
797 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
798         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
799                 return csizep->cs_dmacachep;
800 #endif
801         return csizep->cs_cachep;
802 }
803
804 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
805 {
806         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
807 }
808
809 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
810 {
811         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
812 }
813
814 /*
815  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
816  */
817 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
818                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
819                            unsigned int *num)
820 {
821         int nr_objs;
822         size_t mgmt_size;
823         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
824
825         /*
826          * The slab management structure can be either off the slab or
827          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
828          * slab is used for:
829          *
830          * - The struct slab
831          * - One kmem_bufctl_t for each object
832          * - Padding to respect alignment of @align
833          * - @buffer_size bytes for each object
834          *
835          * If the slab management structure is off the slab, then the
836          * alignment will already be calculated into the size. Because
837          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
838          * correct alignment when allocated.
839          */
840         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
841                 mgmt_size = 0;
842                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
843
844                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
845                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
846         } else {
847                 /*
848                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
849                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
850                  * least @align. In the worst case, this result will
851                  * be one greater than the number of objects that fit
852                  * into the memory allocation when taking the padding
853                  * into account.
854                  */
855                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
856                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
857
858                 /*
859                  * This calculated number will be either the right
860                  * amount, or one greater than what we want.
861                  */
862                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
863                        > slab_size)
864                         nr_objs--;
865
866                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
867                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
868
869                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
870         }
871         *num = nr_objs;
872         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
873 }
874
875 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
876
877 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
878                         char *msg)
879 {
880         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
881                function, cachep->name, msg);
882         dump_stack();
883 }
884
885 /*
886  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
887  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
888  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
889  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
890  * line
891   */
892
893 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
894 static int numa_platform __read_mostly = 1;
895 static int __init noaliencache_setup(char *s)
896 {
897         use_alien_caches = 0;
898         return 1;
899 }
900 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
901
902 #ifdef CONFIG_NUMA
903 /*
904  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
905  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
906  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
907  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
908  */
909 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
910
911 static void init_reap_node(int cpu)
912 {
913         int node;
914
915         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
916         if (node == MAX_NUMNODES)
917                 node = first_node(node_online_map);
918
919         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
920 }
921
922 static void next_reap_node(void)
923 {
924         int node = __get_cpu_var(reap_node);
925
926         node = next_node(node, node_online_map);
927         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
928                 node = first_node(node_online_map);
929         __get_cpu_var(reap_node) = node;
930 }
931
932 #else
933 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
934 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
935 #endif
936
937 /*
938  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
939  * via the workqueue/eventd.
940  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
941  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
942  * lock.
943  */
944 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
945 {
946         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
947
948         /*
949          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
950          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
951          * at that time.
952          */
953         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
954                 init_reap_node(cpu);
955                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
956                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
957                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
958         }
959 }
960
961 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
962                                             int batchcount, gfp_t gfp)
963 {
964         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
965         struct array_cache *nc = NULL;
966
967         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
968         /*
969          * The array_cache structures contain pointers to free object.
970          * However, when such objects are allocated or transfered to another
971          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
972          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
973          * not scan such objects.
974          */
975         kmemleak_no_scan(nc);
976         if (nc) {
977                 nc->avail = 0;
978                 nc->limit = entries;
979                 nc->batchcount = batchcount;
980                 nc->touched = 0;
981                 spin_lock_init(&nc->lock);
982         }
983         return nc;
984 }
985
986 /*
987  * Transfer objects in one arraycache to another.
988  * Locking must be handled by the caller.
989  *
990  * Return the number of entries transferred.
991  */
992 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
993                 struct array_cache *from, unsigned int max)
994 {
995         /* Figure out how many entries to transfer */
996         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
997
998         if (!nr)
999                 return 0;
1000
1001         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
1002                         sizeof(void *) *nr);
1003
1004         from->avail -= nr;
1005         to->avail += nr;
1006         to->touched = 1;
1007         return nr;
1008 }
1009
1010 #ifndef CONFIG_NUMA
1011
1012 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1013 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1014
1015 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1016 {
1017         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1018 }
1019
1020 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1021 {
1022 }
1023
1024 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1025 {
1026         return 0;
1027 }
1028
1029 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1030                 gfp_t flags)
1031 {
1032         return NULL;
1033 }
1034
1035 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1036                  gfp_t flags, int nodeid)
1037 {
1038         return NULL;
1039 }
1040
1041 #else   /* CONFIG_NUMA */
1042
1043 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1044 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1045
1046 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1047 {
1048         struct array_cache **ac_ptr;
1049         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1050         int i;
1051
1052         if (limit > 1)
1053                 limit = 12;
1054         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
1055         if (ac_ptr) {
1056                 for_each_node(i) {
1057                         if (i == node || !node_online(i)) {
1058                                 ac_ptr[i] = NULL;
1059                                 continue;
1060                         }
1061                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1062                         if (!ac_ptr[i]) {
1063                                 for (i--; i >= 0; i--)
1064                                         kfree(ac_ptr[i]);
1065                                 kfree(ac_ptr);
1066                                 return NULL;
1067                         }
1068                 }
1069         }
1070         return ac_ptr;
1071 }
1072
1073 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1074 {
1075         int i;
1076
1077         if (!ac_ptr)
1078                 return;
1079         for_each_node(i)
1080             kfree(ac_ptr[i]);
1081         kfree(ac_ptr);
1082 }
1083
1084 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1085                                 struct array_cache *ac, int node)
1086 {
1087         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1088
1089         if (ac->avail) {
1090                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1091                 /*
1092                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1093                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1094                  * into the free lists and getting them back later.
1095                  */
1096                 if (rl3->shared)
1097                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1098
1099                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1100                 ac->avail = 0;
1101                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1102         }
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1107  */
1108 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1109 {
1110         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1111
1112         if (l3->alien) {
1113                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1114
1115                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1116                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1117                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1118                 }
1119         }
1120 }
1121
1122 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1123                                 struct array_cache **alien)
1124 {
1125         int i = 0;
1126         struct array_cache *ac;
1127         unsigned long flags;
1128
1129         for_each_online_node(i) {
1130                 ac = alien[i];
1131                 if (ac) {
1132                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1133                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1134                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1135                 }
1136         }
1137 }
1138
1139 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1140 {
1141         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1142         int nodeid = slabp->nodeid;
1143         struct kmem_list3 *l3;
1144         struct array_cache *alien = NULL;
1145         int node;
1146
1147         node = numa_node_id();
1148
1149         /*
1150          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1151          * cache on this cpu.
1152          */
1153         if (likely(slabp->nodeid == node))
1154                 return 0;
1155
1156         l3 = cachep->nodelists[node];
1157         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1158         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1159                 alien = l3->alien[nodeid];
1160                 spin_lock(&alien->lock);
1161                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1162                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1163                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1164                 }
1165                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1166                 spin_unlock(&alien->lock);
1167         } else {
1168                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1169                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1170                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1171         }
1172         return 1;
1173 }
1174 #endif
1175
1176 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1177 {
1178         struct kmem_cache *cachep;
1179         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1180         int node = cpu_to_node(cpu);
1181         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1182
1183         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1184                 struct array_cache *nc;
1185                 struct array_cache *shared;
1186                 struct array_cache **alien;
1187
1188                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1189                 nc = cachep->array[cpu];
1190                 cachep->array[cpu] = NULL;
1191                 l3 = cachep->nodelists[node];
1192
1193                 if (!l3)
1194                         goto free_array_cache;
1195
1196                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1197
1198                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1199                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1200                 if (nc)
1201                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1202
1203                 if (!cpus_empty(*mask)) {
1204                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1205                         goto free_array_cache;
1206                 }
1207
1208                 shared = l3->shared;
1209                 if (shared) {
1210                         free_block(cachep, shared->entry,
1211                                    shared->avail, node);
1212                         l3->shared = NULL;
1213                 }
1214
1215                 alien = l3->alien;
1216                 l3->alien = NULL;
1217
1218                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1219
1220                 kfree(shared);
1221                 if (alien) {
1222                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1223                         free_alien_cache(alien);
1224                 }
1225 free_array_cache:
1226                 kfree(nc);
1227         }
1228         /*
1229          * In the previous loop, all the objects were freed to
1230          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1231          * shrink each nodelist to its limit.
1232          */
1233         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1234                 l3 = cachep->nodelists[node];
1235                 if (!l3)
1236                         continue;
1237                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1238         }
1239 }
1240
1241 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1242 {
1243         struct kmem_cache *cachep;
1244         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1245         int node = cpu_to_node(cpu);
1246         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1247
1248         /*
1249          * We need to do this right in the beginning since
1250          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1251          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1252          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1253          */
1254
1255         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1256                 /*
1257                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1258                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1259                  * node has not already allocated this
1260                  */
1261                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1262                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1263                         if (!l3)
1264                                 goto bad;
1265                         kmem_list3_init(l3);
1266                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1267                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1268
1269                         /*
1270                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1271                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1272                          * protection here.
1273                          */
1274                         cachep->nodelists[node] = l3;
1275                 }
1276
1277                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1278                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1279                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1280                         cachep->batchcount + cachep->num;
1281                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1282         }
1283
1284         /*
1285          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1286          * array caches
1287          */
1288         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1289                 struct array_cache *nc;
1290                 struct array_cache *shared = NULL;
1291                 struct array_cache **alien = NULL;
1292
1293                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1294                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1295                 if (!nc)
1296                         goto bad;
1297                 if (cachep->shared) {
1298                         shared = alloc_arraycache(node,
1299                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1300                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1301                         if (!shared) {
1302                                 kfree(nc);
1303                                 goto bad;
1304                         }
1305                 }
1306                 if (use_alien_caches) {
1307                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1308                         if (!alien) {
1309                                 kfree(shared);
1310                                 kfree(nc);
1311                                 goto bad;
1312                         }
1313                 }
1314                 cachep->array[cpu] = nc;
1315                 l3 = cachep->nodelists[node];
1316                 BUG_ON(!l3);
1317
1318                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1319                 if (!l3->shared) {
1320                         /*
1321                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1322                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1323                          */
1324                         l3->shared = shared;
1325                         shared = NULL;
1326                 }
1327 #ifdef CONFIG_NUMA
1328                 if (!l3->alien) {
1329                         l3->alien = alien;
1330                         alien = NULL;
1331                 }
1332 #endif
1333                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1334                 kfree(shared);
1335                 free_alien_cache(alien);
1336         }
1337         return 0;
1338 bad:
1339         cpuup_canceled(cpu);
1340         return -ENOMEM;
1341 }
1342
1343 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1344                                     unsigned long action, void *hcpu)
1345 {
1346         long cpu = (long)hcpu;
1347         int err = 0;
1348
1349         switch (action) {
1350         case CPU_UP_PREPARE:
1351         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1352                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1353                 err = cpuup_prepare(cpu);
1354                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1355                 break;
1356         case CPU_ONLINE:
1357         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1358                 start_cpu_timer(cpu);
1359                 break;
1360 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1361         case CPU_DOWN_PREPARE:
1362         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1363                 /*
1364                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1365                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1366                  * anything expensive but will only modify reap_work
1367                  * and reschedule the timer.
1368                 */
1369                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(reap_work, cpu));
1370                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1371                 per_cpu(reap_work, cpu).work.func = NULL;
1372                 break;
1373         case CPU_DOWN_FAILED:
1374         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1375                 start_cpu_timer(cpu);
1376                 break;
1377         case CPU_DEAD:
1378         case CPU_DEAD_FROZEN:
1379                 /*
1380                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1381                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1382                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1383                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1384                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1385                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1386                  */
1387                 /* fall through */
1388 #endif
1389         case CPU_UP_CANCELED:
1390         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1391                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1392                 cpuup_canceled(cpu);
1393                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1394                 break;
1395         }
1396         return err ? NOTIFY_BAD : NOTIFY_OK;
1397 }
1398
1399 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1400         &cpuup_callback, NULL, 0
1401 };
1402
1403 /*
1404  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1405  */
1406 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1407                         int nodeid)
1408 {
1409         struct kmem_list3 *ptr;
1410
1411         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1412         BUG_ON(!ptr);
1413
1414         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1415         /*
1416          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1417          */
1418         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1419
1420         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1421         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1422 }
1423
1424 /*
1425  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1426  * size of kmem_list3.
1427  */
1428 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1429 {
1430         int node;
1431
1432         for_each_online_node(node) {
1433                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1434                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1435                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1436                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1437         }
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1442  * before smp_init().
1443  */
1444 void __init kmem_cache_init(void)
1445 {
1446         size_t left_over;
1447         struct cache_sizes *sizes;
1448         struct cache_names *names;
1449         int i;
1450         int order;
1451         int node;
1452
1453         if (num_possible_nodes() == 1) {
1454                 use_alien_caches = 0;
1455                 numa_platform = 0;
1456         }
1457
1458         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1459                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1460                 if (i < MAX_NUMNODES)
1461                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1462         }
1463         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1464
1465         /*
1466          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1467          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1468          */
1469         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1470                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1471
1472         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1473          * from caches that do not exist yet:
1474          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1475          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1476          *    cache_cache is statically allocated.
1477          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1478          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1479          *    array at the end of the bootstrap.
1480          * 2) Create the first kmalloc cache.
1481          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1482          *    An __init data area is used for the head array.
1483          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1484          *    head arrays.
1485          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1486          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1487          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1488          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1489          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1490          */
1491
1492         node = numa_node_id();
1493
1494         /* 1) create the cache_cache */
1495         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1496         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1497         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1498         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1499         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1500
1501         /*
1502          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1503          * can be less than MAX_NUMNODES.
1504          */
1505         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1506                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1507 #if DEBUG
1508         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1509 #endif
1510         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1511                                         cache_line_size());
1512         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1513                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1514
1515         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1516                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1517                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1518                 if (cache_cache.num)
1519                         break;
1520         }
1521         BUG_ON(!cache_cache.num);
1522         cache_cache.gfporder = order;
1523         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1524         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1525                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1526
1527         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1528         sizes = malloc_sizes;
1529         names = cache_names;
1530
1531         /*
1532          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1533          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1534          * bug.
1535          */
1536
1537         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1538                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1539                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1540                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1541                                         NULL);
1542
1543         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1544                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1545                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1546                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1547                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1548                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1549                                 NULL);
1550         }
1551
1552         slab_early_init = 0;
1553
1554         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1555                 /*
1556                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1557                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1558                  * eliminates "false sharing".
1559                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1560                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1561                  */
1562                 if (!sizes->cs_cachep) {
1563                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1564                                         sizes->cs_size,
1565                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1566                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1567                                         NULL);
1568                 }
1569 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1570                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1571                                         names->name_dma,
1572                                         sizes->cs_size,
1573                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1574                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1575                                                 SLAB_PANIC,
1576                                         NULL);
1577 #endif
1578                 sizes++;
1579                 names++;
1580         }
1581         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1582         {
1583                 struct array_cache *ptr;
1584
1585                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1586
1587                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1588                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1589                        sizeof(struct arraycache_init));
1590                 /*
1591                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1592                  */
1593                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1594
1595                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1596
1597                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1598
1599                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1600                        != &initarray_generic.cache);
1601                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1602                        sizeof(struct arraycache_init));
1603                 /*
1604                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1605                  */
1606                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1607
1608                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1609                     ptr;
1610         }
1611         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1612         {
1613                 int nid;
1614
1615                 for_each_online_node(nid) {
1616                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1617
1618                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1619                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1620
1621                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1622                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1623                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1624                         }
1625                 }
1626         }
1627
1628         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1629         {
1630                 struct kmem_cache *cachep;
1631                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1632                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1633                         if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1634                                 BUG();
1635                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1636         }
1637
1638         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1639         init_lock_keys();
1640
1641
1642         /* Done! */
1643         g_cpucache_up = FULL;
1644
1645         /*
1646          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1647          * cpu_cache_get for all new cpus
1648          */
1649         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1650
1651         /*
1652          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1653          * of the kernel is not yet operational.
1654          */
1655 }
1656
1657 static int __init cpucache_init(void)
1658 {
1659         int cpu;
1660
1661         /*
1662          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1663          */
1664         for_each_online_cpu(cpu)
1665                 start_cpu_timer(cpu);
1666         return 0;
1667 }
1668 __initcall(cpucache_init);
1669
1670 /*
1671  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1672  *
1673  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1674  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1675  * would be relatively rare and ignorable.
1676  */
1677 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1678 {
1679         struct page *page;
1680         int nr_pages;
1681         int i;
1682
1683 #ifndef CONFIG_MMU
1684         /*
1685          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1686          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1687          */
1688         flags |= __GFP_COMP;
1689 #endif
1690
1691         flags |= cachep->gfpflags;
1692         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1693                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1694
1695         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1696         if (!page)
1697                 return NULL;
1698
1699         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1700         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1701                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1702                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1703         else
1704                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1705                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1706         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1707                 __SetPageSlab(page + i);
1708         return page_address(page);
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Interface to system's page release.
1713  */
1714 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1715 {
1716         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1717         struct page *page = virt_to_page(addr);
1718         const unsigned long nr_freed = i;
1719
1720         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1721                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1722                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1723         else
1724                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1725                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1726         while (i--) {
1727                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1728                 __ClearPageSlab(page);
1729                 page++;
1730         }
1731         if (current->reclaim_state)
1732                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1733         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1734 }
1735
1736 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1737 {
1738         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1739         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1740
1741         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1742         if (OFF_SLAB(cachep))
1743                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1744 }
1745
1746 #if DEBUG
1747
1748 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1749 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1750                             unsigned long caller)
1751 {
1752         int size = obj_size(cachep);
1753
1754         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1755
1756         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1757                 return;
1758
1759         *addr++ = 0x12345678;
1760         *addr++ = caller;
1761         *addr++ = smp_processor_id();
1762         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1763         {
1764                 unsigned long *sptr = &caller;
1765                 unsigned long svalue;
1766
1767                 while (!kstack_end(sptr)) {
1768                         svalue = *sptr++;
1769                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1770                                 *addr++ = svalue;
1771                                 size -= sizeof(unsigned long);
1772                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1773                                         break;
1774                         }
1775                 }
1776
1777         }
1778         *addr++ = 0x87654321;
1779 }
1780 #endif
1781
1782 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1783 {
1784         int size = obj_size(cachep);
1785         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1786
1787         memset(addr, val, size);
1788         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1789 }
1790
1791 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1792 {
1793         int i;
1794         unsigned char error = 0;
1795         int bad_count = 0;
1796
1797         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1798         for (i = 0; i < limit; i++) {
1799                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1800                         error = data[offset + i];
1801                         bad_count++;
1802                 }
1803                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1804         }
1805         printk("\n");
1806
1807         if (bad_count == 1) {
1808                 error ^= POISON_FREE;
1809                 if (!(error & (error - 1))) {
1810                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1811                                         "bad RAM.\n");
1812 #ifdef CONFIG_X86
1813                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1814                                         "test tool.\n");
1815 #else
1816                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1817 #endif
1818                 }
1819         }
1820 }
1821 #endif
1822
1823 #if DEBUG
1824
1825 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1826 {
1827         int i, size;
1828         char *realobj;
1829
1830         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1831                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1832                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1833                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1834         }
1835
1836         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1837                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1838                         *dbg_userword(cachep, objp));
1839                 print_symbol("(%s)",
1840                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1841                 printk("\n");
1842         }
1843         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1844         size = obj_size(cachep);
1845         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1846                 int limit;
1847                 limit = 16;
1848                 if (i + limit > size)
1849                         limit = size - i;
1850                 dump_line(realobj, i, limit);
1851         }
1852 }
1853
1854 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1855 {
1856         char *realobj;
1857         int size, i;
1858         int lines = 0;
1859
1860         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1861         size = obj_size(cachep);
1862
1863         for (i = 0; i < size; i++) {
1864                 char exp = POISON_FREE;
1865                 if (i == size - 1)
1866                         exp = POISON_END;
1867                 if (realobj[i] != exp) {
1868                         int limit;
1869                         /* Mismatch ! */
1870                         /* Print header */
1871                         if (lines == 0) {
1872                                 printk(KERN_ERR
1873                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1874                                         cachep->name, realobj, size);
1875                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1876                         }
1877                         /* Hexdump the affected line */
1878                         i = (i / 16) * 16;
1879                         limit = 16;
1880                         if (i + limit > size)
1881                                 limit = size - i;
1882                         dump_line(realobj, i, limit);
1883                         i += 16;
1884                         lines++;
1885                         /* Limit to 5 lines */
1886                         if (lines > 5)
1887                                 break;
1888                 }
1889         }
1890         if (lines != 0) {
1891                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1892                  * exist:
1893                  */
1894                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1895                 unsigned int objnr;
1896
1897                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1898                 if (objnr) {
1899                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1900                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1901                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1902                                realobj, size);
1903                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1904                 }
1905                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1906                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1907                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1908                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1909                                realobj, size);
1910                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1911                 }
1912         }
1913 }
1914 #endif
1915
1916 #if DEBUG
1917 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1918 {
1919         int i;
1920         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1921                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1922
1923                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1924 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1925                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1926                                         OFF_SLAB(cachep))
1927                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1928                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1929                         else
1930                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1931 #else
1932                         check_poison_obj(cachep, objp);
1933 #endif
1934                 }
1935                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1936                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1937                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1938                                            "was overwritten");
1939                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1940                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1941                                            "was overwritten");
1942                 }
1943         }
1944 }
1945 #else
1946 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1947 {
1948 }
1949 #endif
1950
1951 /**
1952  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1953  * @cachep: cache pointer being destroyed
1954  * @slabp: slab pointer being destroyed
1955  *
1956  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1957  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1958  * cache-lock is not held/needed.
1959  */
1960 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1961 {
1962         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1963
1964         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
1965         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1966                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1967
1968                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1969                 slab_rcu->cachep = cachep;
1970                 slab_rcu->addr = addr;
1971                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1972         } else {
1973                 kmem_freepages(cachep, addr);
1974                 if (OFF_SLAB(cachep))
1975                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1976         }
1977 }
1978
1979 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1980 {
1981         int i;
1982         struct kmem_list3 *l3;
1983
1984         for_each_online_cpu(i)
1985             kfree(cachep->array[i]);
1986
1987         /* NUMA: free the list3 structures */
1988         for_each_online_node(i) {
1989                 l3 = cachep->nodelists[i];
1990                 if (l3) {
1991                         kfree(l3->shared);
1992                         free_alien_cache(l3->alien);
1993                         kfree(l3);
1994                 }
1995         }
1996         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1997 }
1998
1999
2000 /**
2001  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2002  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2003  * @size: size of objects to be created in this cache.
2004  * @align: required alignment for the objects.
2005  * @flags: slab allocation flags
2006  *
2007  * Also calculates the number of objects per slab.
2008  *
2009  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2010  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2011  * towards high-order requests, this should be changed.
2012  */
2013 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2014                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2015 {
2016         unsigned long offslab_limit;
2017         size_t left_over = 0;
2018         int gfporder;
2019
2020         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2021                 unsigned int num;
2022                 size_t remainder;
2023
2024                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2025                 if (!num)
2026                         continue;
2027
2028                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2029                         /*
2030                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2031                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2032                          * looping condition in cache_grow().
2033                          */
2034                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2035                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2036
2037                         if (num > offslab_limit)
2038                                 break;
2039                 }
2040
2041                 /* Found something acceptable - save it away */
2042                 cachep->num = num;
2043                 cachep->gfporder = gfporder;
2044                 left_over = remainder;
2045
2046                 /*
2047                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2048                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2049                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2050                  */
2051                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2052                         break;
2053
2054                 /*
2055                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2056                  * currently bad for the gfp()s.
2057                  */
2058                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2059                         break;
2060
2061                 /*
2062                  * Acceptable internal fragmentation?
2063                  */
2064                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2065                         break;
2066         }
2067         return left_over;
2068 }
2069
2070 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2071 {
2072         if (g_cpucache_up == FULL)
2073                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2074
2075         if (g_cpucache_up == NONE) {
2076                 /*
2077                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2078                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2079                  * further caches will BUG().
2080                  */
2081                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2082
2083                 /*
2084                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2085                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2086                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2087                  */
2088                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2089                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2090                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2091                 else
2092                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2093         } else {
2094                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2095                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2096
2097                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2098                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2099                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2100                 } else {
2101                         int node;
2102                         for_each_online_node(node) {
2103                                 cachep->nodelists[node] =
2104                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2105                                                 gfp, node);
2106                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2107                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2108                         }
2109                 }
2110         }
2111         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2112                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2113                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2114
2115         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2116         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2117         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2118         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2119         cachep->batchcount = 1;
2120         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2121         return 0;
2122 }
2123
2124 /**
2125  * kmem_cache_create - Create a cache.
2126  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2127  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2128  * @align: The required alignment for the objects.
2129  * @flags: SLAB flags
2130  * @ctor: A constructor for the objects.
2131  *
2132  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2133  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2134  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2135  *
2136  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2137  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2138  * Note that kmem_cache_name() is not guaranteed to return the same pointer,
2139  * therefore applications must manage it themselves.
2140  *
2141  * The flags are
2142  *
2143  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2144  * to catch references to uninitialised memory.
2145  *
2146  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2147  * for buffer overruns.
2148  *
2149  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2150  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2151  * as davem.
2152  */
2153 struct kmem_cache *
2154 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2155         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2156 {
2157         size_t left_over, slab_size, ralign;
2158         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2159         gfp_t gfp;
2160
2161         /*
2162          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2163          */
2164         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2165             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2166                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __func__,
2167                                 name);
2168                 BUG();
2169         }
2170
2171         /*
2172          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2173          * cpu_online_mask as well.  Please see cpuup_callback
2174          */
2175         if (slab_is_available()) {
2176                 get_online_cpus();
2177                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2178         }
2179
2180         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2181                 char tmp;
2182                 int res;
2183
2184                 /*
2185                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2186                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2187                  * area of the module.  Print a warning.
2188                  */
2189                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2190                 if (res) {
2191                         printk(KERN_ERR
2192                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2193                                pc->buffer_size);
2194                         continue;
2195                 }
2196
2197                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2198                         printk(KERN_ERR
2199                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2200                         dump_stack();
2201                         goto oops;
2202                 }
2203         }
2204
2205 #if DEBUG
2206         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2207 #if FORCED_DEBUG
2208         /*
2209          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2210          * large objects, if the increased size would increase the object size
2211          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2212          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2213          */
2214         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2215                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2216                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2217         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2218                 flags |= SLAB_POISON;
2219 #endif
2220         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2221                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2222 #endif
2223         /*
2224          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2225          * isn't available.
2226          */
2227         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2228
2229         /*
2230          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2231          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2232          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2233          */
2234         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2235                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2236                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2237         }
2238
2239         /* calculate the final buffer alignment: */
2240
2241         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2242         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2243                 /*
2244                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2245                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2246                  * one cacheline.
2247                  */
2248                 ralign = cache_line_size();
2249                 while (size <= ralign / 2)
2250                         ralign /= 2;
2251         } else {
2252                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2253         }
2254
2255         /*
2256          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2257          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2258          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2259          */
2260         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2261                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2262
2263         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2264                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2265                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2266                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2267                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2268                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2269         }
2270
2271         /* 2) arch mandated alignment */
2272         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2273                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2274         }
2275         /* 3) caller mandated alignment */
2276         if (ralign < align) {
2277                 ralign = align;
2278         }
2279         /* disable debug if necessary */
2280         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2281                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2282         /*
2283          * 4) Store it.
2284          */
2285         align = ralign;
2286
2287         if (slab_is_available())
2288                 gfp = GFP_KERNEL;
2289         else
2290                 gfp = GFP_NOWAIT;
2291
2292         /* Get cache's description obj. */
2293         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, gfp);
2294         if (!cachep)
2295                 goto oops;
2296
2297 #if DEBUG
2298         cachep->obj_size = size;
2299
2300         /*
2301          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2302          * into align above.
2303          */
2304         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2305                 /* add space for red zone words */
2306                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2307                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2308         }
2309         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2310                 /* user store requires one word storage behind the end of
2311                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2312                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2313                  */
2314                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2315                         size += REDZONE_ALIGN;
2316                 else
2317                         size += BYTES_PER_WORD;
2318         }
2319 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2320         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2321             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2322                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2323                 size = PAGE_SIZE;
2324         }
2325 #endif
2326 #endif
2327
2328         /*
2329          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2330          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2331          * it too early on.)
2332          */
2333         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2334                 /*
2335                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2336                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2337                  */
2338                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2339
2340         size = ALIGN(size, align);
2341
2342         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2343
2344         if (!cachep->num) {
2345                 printk(KERN_ERR
2346                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2347                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2348                 cachep = NULL;
2349                 goto oops;
2350         }
2351         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2352                           + sizeof(struct slab), align);
2353
2354         /*
2355          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2356          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2357          */
2358         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2359                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2360                 left_over -= slab_size;
2361         }
2362
2363         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2364                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2365                 slab_size =
2366                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2367         }
2368
2369         cachep->colour_off = cache_line_size();
2370         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2371         if (cachep->colour_off < align)
2372                 cachep->colour_off = align;
2373         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2374         cachep->slab_size = slab_size;
2375         cachep->flags = flags;
2376         cachep->gfpflags = 0;
2377         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2378                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2379         cachep->buffer_size = size;
2380         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2381
2382         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2383                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2384                 /*
2385                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2386                  * But since we go off slab only for object size greater than
2387                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2388                  * this should not happen at all.
2389                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2390                  */
2391                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2392         }
2393         cachep->ctor = ctor;
2394         cachep->name = name;
2395
2396         if (setup_cpu_cache(cachep, gfp)) {
2397                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2398                 cachep = NULL;
2399                 goto oops;
2400         }
2401
2402         /* cache setup completed, link it into the list */
2403         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2404 oops:
2405         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2406                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2407                       name);
2408         if (slab_is_available()) {
2409                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2410                 put_online_cpus();
2411         }
2412         return cachep;
2413 }
2414 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2415
2416 #if DEBUG
2417 static void check_irq_off(void)
2418 {
2419         BUG_ON(!irqs_disabled());
2420 }
2421
2422 static void check_irq_on(void)
2423 {
2424         BUG_ON(irqs_disabled());
2425 }
2426
2427 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2428 {
2429 #ifdef CONFIG_SMP
2430         check_irq_off();
2431         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2432 #endif
2433 }
2434
2435 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2436 {
2437 #ifdef CONFIG_SMP
2438         check_irq_off();
2439         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2440 #endif
2441 }
2442
2443 #else
2444 #define check_irq_off() do { } while(0)
2445 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2446 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2447 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2448 #endif
2449
2450 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2451                         struct array_cache *ac,
2452                         int force, int node);
2453
2454 static void do_drain(void *arg)
2455 {
2456         struct kmem_cache *cachep = arg;
2457         struct array_cache *ac;
2458         int node = numa_node_id();
2459
2460         check_irq_off();
2461         ac = cpu_cache_get(cachep);
2462         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2463         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2464         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2465         ac->avail = 0;
2466 }
2467
2468 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2469 {
2470         struct kmem_list3 *l3;
2471         int node;
2472
2473         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2474         check_irq_on();
2475         for_each_online_node(node) {
2476                 l3 = cachep->nodelists[node];
2477                 if (l3 && l3->alien)
2478                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2479         }
2480
2481         for_each_online_node(node) {
2482                 l3 = cachep->nodelists[node];
2483                 if (l3)
2484                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2485         }
2486 }
2487
2488 /*
2489  * Remove slabs from the list of free slabs.
2490  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2491  *
2492  * Returns the actual number of slabs released.
2493  */
2494 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2495                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2496 {
2497         struct list_head *p;
2498         int nr_freed;
2499         struct slab *slabp;
2500
2501         nr_freed = 0;
2502         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2503
2504                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2505                 p = l3->slabs_free.prev;
2506                 if (p == &l3->slabs_free) {
2507                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2508                         goto out;
2509                 }
2510
2511                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2512 #if DEBUG
2513                 BUG_ON(slabp->inuse);
2514 #endif
2515                 list_del(&slabp->list);
2516                 /*
2517                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2518                  * to the cache.
2519                  */
2520                 l3->free_objects -= cache->num;
2521                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2522                 slab_destroy(cache, slabp);
2523                 nr_freed++;
2524         }
2525 out:
2526         return nr_freed;
2527 }
2528
2529 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2530 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2531 {
2532         int ret = 0, i = 0;
2533         struct kmem_list3 *l3;
2534
2535         drain_cpu_caches(cachep);
2536
2537         check_irq_on();
2538         for_each_online_node(i) {
2539                 l3 = cachep->nodelists[i];
2540                 if (!l3)
2541                         continue;
2542
2543                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2544
2545                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2546                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2547         }
2548         return (ret ? 1 : 0);
2549 }
2550
2551 /**
2552  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2553  * @cachep: The cache to shrink.
2554  *
2555  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2556  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2557  */
2558 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2559 {
2560         int ret;
2561         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2562
2563         get_online_cpus();
2564         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2565         ret = __cache_shrink(cachep);
2566         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2567         put_online_cpus();
2568         return ret;
2569 }
2570 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2571
2572 /**
2573  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2574  * @cachep: the cache to destroy
2575  *
2576  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2577  *
2578  * It is expected this function will be called by a module when it is
2579  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2580  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2581  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2582  *
2583  * The cache must be empty before calling this function.
2584  *
2585  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2586  * during the kmem_cache_destroy().
2587  */
2588 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2589 {
2590         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2591
2592         /* Find the cache in the chain of caches. */
2593         get_online_cpus();
2594         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2595         /*
2596          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2597          */
2598         list_del(&cachep->next);
2599         if (__cache_shrink(cachep)) {
2600                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2601                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2602                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2603                 put_online_cpus();
2604                 return;
2605         }
2606
2607         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2608                 synchronize_rcu();
2609
2610         __kmem_cache_destroy(cachep);
2611         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2612         put_online_cpus();
2613 }
2614 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2615
2616 /*
2617  * Get the memory for a slab management obj.
2618  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2619  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2620  * come from the same cache which is getting created because,
2621  * when we are searching for an appropriate cache for these
2622  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2623  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2624  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2625  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2626  */
2627 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2628                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2629                                    int nodeid)
2630 {
2631         struct slab *slabp;
2632
2633         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2634                 /* Slab management obj is off-slab. */
2635                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2636                                               local_flags, nodeid);
2637                 /*
2638                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2639                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2640                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2641                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2642                  */
2643                 kmemleak_scan_area(slabp, offsetof(struct slab, list),
2644                                    sizeof(struct list_head), local_flags);
2645                 if (!slabp)
2646                         return NULL;
2647         } else {
2648                 slabp = objp + colour_off;
2649                 colour_off += cachep->slab_size;
2650         }
2651         slabp->inuse = 0;
2652         slabp->colouroff = colour_off;
2653         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2654         slabp->nodeid = nodeid;
2655         slabp->free = 0;
2656         return slabp;
2657 }
2658
2659 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2660 {
2661         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2662 }
2663
2664 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2665                             struct slab *slabp)
2666 {
2667         int i;
2668
2669         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2670                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2671 #if DEBUG
2672                 /* need to poison the objs? */
2673                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2674                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2675                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2676                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2677
2678                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2679                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2680                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2681                 }
2682                 /*
2683                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2684                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2685                  * They must also be threaded.
2686                  */
2687                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2688                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2689
2690                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2691                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2692                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2693                                            " end of an object");
2694                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2695                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2696                                            " start of an object");
2697                 }
2698                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2699                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2700                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2701                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2702 #else
2703                 if (cachep->ctor)
2704                         cachep->ctor(objp);
2705 #endif
2706                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2707         }
2708         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2709 }
2710
2711 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2712 {
2713         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2714                 if (flags & GFP_DMA)
2715                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2716                 else
2717                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2718         }
2719 }
2720
2721 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2722                                 int nodeid)
2723 {
2724         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2725         kmem_bufctl_t next;
2726
2727         slabp->inuse++;
2728         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2729 #if DEBUG
2730         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2731         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2732 #endif
2733         slabp->free = next;
2734
2735         return objp;
2736 }
2737
2738 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2739                                 void *objp, int nodeid)
2740 {
2741         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2742
2743 #if DEBUG
2744         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2745         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2746
2747         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2748                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2749                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2750                 BUG();
2751         }
2752 #endif
2753         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2754         slabp->free = objnr;
2755         slabp->inuse--;
2756 }
2757
2758 /*
2759  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2760  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2761  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2762  */
2763 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2764                            void *addr)
2765 {
2766         int nr_pages;
2767         struct page *page;
2768
2769         page = virt_to_page(addr);
2770
2771         nr_pages = 1;
2772         if (likely(!PageCompound(page)))
2773                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2774
2775         do {
2776                 page_set_cache(page, cache);
2777                 page_set_slab(page, slab);
2778                 page++;
2779         } while (--nr_pages);
2780 }
2781
2782 /*
2783  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2784  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2785  */
2786 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2787                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2788 {
2789         struct slab *slabp;
2790         size_t offset;
2791         gfp_t local_flags;
2792         struct kmem_list3 *l3;
2793
2794         /*
2795          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2796          * critical path in kmem_cache_alloc().
2797          */
2798         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2799         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2800
2801         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2802         check_irq_off();
2803         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2804         spin_lock(&l3->list_lock);
2805
2806         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2807         offset = l3->colour_next;
2808         l3->colour_next++;
2809         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2810                 l3->colour_next = 0;
2811         spin_unlock(&l3->list_lock);
2812
2813         offset *= cachep->colour_off;
2814
2815         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2816                 local_irq_enable();
2817
2818         /*
2819          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2820          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2821          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2822          * will eventually be caught here (where it matters).
2823          */
2824         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2825
2826         /*
2827          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2828          * 'nodeid'.
2829          */
2830         if (!objp)
2831                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2832         if (!objp)
2833                 goto failed;
2834
2835         /* Get slab management. */
2836         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2837                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2838         if (!slabp)
2839                 goto opps1;
2840
2841         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2842
2843         cache_init_objs(cachep, slabp);
2844
2845         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2846                 local_irq_disable();
2847         check_irq_off();
2848         spin_lock(&l3->list_lock);
2849
2850         /* Make slab active. */
2851         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2852         STATS_INC_GROWN(cachep);
2853         l3->free_objects += cachep->num;
2854         spin_unlock(&l3->list_lock);
2855         return 1;
2856 opps1:
2857         kmem_freepages(cachep, objp);
2858 failed:
2859         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2860                 local_irq_disable();
2861         return 0;
2862 }
2863
2864 #if DEBUG
2865
2866 /*
2867  * Perform extra freeing checks:
2868  * - detect bad pointers.
2869  * - POISON/RED_ZONE checking
2870  */
2871 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2872 {
2873         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2874                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2875                        (unsigned long)objp);
2876                 BUG();
2877         }
2878 }
2879
2880 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2881 {
2882         unsigned long long redzone1, redzone2;
2883
2884         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2885         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2886
2887         /*
2888          * Redzone is ok.
2889          */
2890         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2891                 return;
2892
2893         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2894                 slab_error(cache, "double free detected");
2895         else
2896                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2897
2898         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2899                         obj, redzone1, redzone2);
2900 }
2901
2902 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2903                                    void *caller)
2904 {
2905         struct page *page;
2906         unsigned int objnr;
2907         struct slab *slabp;
2908
2909         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2910
2911         objp -= obj_offset(cachep);
2912         kfree_debugcheck(objp);
2913         page = virt_to_head_page(objp);
2914
2915         slabp = page_get_slab(page);
2916
2917         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2918                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2919                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2920                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2921         }
2922         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2923                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2924
2925         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2926
2927         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2928         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2929
2930 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2931         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2932 #endif
2933         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2934 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2935                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2936                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2937                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2938                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2939                 } else {
2940                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2941                 }
2942 #else
2943                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2944 #endif
2945         }
2946         return objp;
2947 }
2948
2949 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2950 {
2951         kmem_bufctl_t i;
2952         int entries = 0;
2953
2954         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2955         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2956                 entries++;
2957                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2958                         goto bad;
2959         }
2960         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2961 bad:
2962                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2963                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2964                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2965                 for (i = 0;
2966                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2967                      i++) {
2968                         if (i % 16 == 0)
2969                                 printk("\n%03x:", i);
2970                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2971                 }
2972                 printk("\n");
2973                 BUG();
2974         }
2975 }
2976 #else
2977 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2978 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2979 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2980 #endif
2981
2982 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2983 {
2984         int batchcount;
2985         struct kmem_list3 *l3;
2986         struct array_cache *ac;
2987         int node;
2988
2989 retry:
2990         check_irq_off();
2991         node = numa_node_id();
2992         ac = cpu_cache_get(cachep);
2993         batchcount = ac->batchcount;
2994         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2995                 /*
2996                  * If there was little recent activity on this cache, then
2997                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2998                  * refill bouncing.
2999                  */
3000                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3001         }
3002         l3 = cachep->nodelists[node];
3003
3004         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3005         spin_lock(&l3->list_lock);
3006
3007         /* See if we can refill from the shared array */
3008         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
3009                 goto alloc_done;
3010
3011         while (batchcount > 0) {
3012                 struct list_head *entry;
3013                 struct slab *slabp;
3014                 /* Get slab alloc is to come from. */
3015                 entry = l3->slabs_partial.next;
3016                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3017                         l3->free_touched = 1;
3018                         entry = l3->slabs_free.next;
3019                         if (entry == &l3->slabs_free)
3020                                 goto must_grow;
3021                 }
3022
3023                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3024                 check_slabp(cachep, slabp);
3025                 check_spinlock_acquired(cachep);
3026
3027                 /*
3028                  * The slab was either on partial or free list so
3029                  * there must be at least one object available for
3030                  * allocation.
3031                  */
3032                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3033
3034                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3035                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3036                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3037                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3038
3039                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3040                                                             node);
3041                 }
3042                 check_slabp(cachep, slabp);
3043
3044                 /* move slabp to correct slabp list: */
3045                 list_del(&slabp->list);
3046                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3047                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3048                 else
3049                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3050         }
3051
3052 must_grow:
3053         l3->free_objects -= ac->avail;
3054 alloc_done:
3055         spin_unlock(&l3->list_lock);
3056
3057         if (unlikely(!ac->avail)) {
3058                 int x;
3059                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3060
3061                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3062                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3063                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3064                         return NULL;
3065
3066                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3067                         goto retry;
3068         }
3069         ac->touched = 1;
3070         return ac->entry[--ac->avail];
3071 }
3072
3073 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3074                                                 gfp_t flags)
3075 {
3076         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3077 #if DEBUG
3078         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3079 #endif
3080 }
3081
3082 #if DEBUG
3083 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3084                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3085 {
3086         if (!objp)
3087                 return objp;
3088         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3089 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3090                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3091                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3092                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3093                 else
3094                         check_poison_obj(cachep, objp);
3095 #else
3096                 check_poison_obj(cachep, objp);
3097 #endif
3098                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3099         }
3100         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3101                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3102
3103         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3104                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3105                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3106                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3107                                                 " object was overwritten");
3108                         printk(KERN_ERR
3109                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3110                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3111                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3112                 }
3113                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3114                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3115         }
3116 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3117         {
3118                 struct slab *slabp;
3119                 unsigned objnr;
3120
3121                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3122                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3123                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3124         }
3125 #endif
3126         objp += obj_offset(cachep);
3127         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3128                 cachep->ctor(objp);
3129 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3130         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3131                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3132                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3133         }
3134 #endif
3135         return objp;
3136 }
3137 #else
3138 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3139 #endif
3140
3141 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3142 {
3143         if (cachep == &cache_cache)
3144                 return false;
3145
3146         return should_failslab(obj_size(cachep), flags);
3147 }
3148
3149 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3150 {
3151         void *objp;
3152         struct array_cache *ac;
3153
3154         check_irq_off();
3155
3156         ac = cpu_cache_get(cachep);
3157         if (likely(ac->avail)) {
3158                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3159                 ac->touched = 1;
3160                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3161         } else {
3162                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3163                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3164         }
3165         /*
3166          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3167          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3168          * treat the array pointers as a reference to the object.
3169          */
3170         kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3171         return objp;
3172 }
3173
3174 #ifdef CONFIG_NUMA
3175 /*
3176  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3177  *
3178  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3179  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3180  */
3181 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3182 {
3183         int nid_alloc, nid_here;
3184
3185         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3186                 return NULL;
3187         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3188         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3189                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3190         else if (current->mempolicy)
3191                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3192         if (nid_alloc != nid_here)
3193                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3194         return NULL;
3195 }
3196
3197 /*
3198  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3199  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3200  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3201  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3202  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3203  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3204  */
3205 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3206 {
3207         struct zonelist *zonelist;
3208         gfp_t local_flags;
3209         struct zoneref *z;
3210         struct zone *zone;
3211         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3212         void *obj = NULL;
3213         int nid;
3214
3215         if (flags & __GFP_THISNODE)
3216                 return NULL;
3217
3218         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
3219         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3220
3221 retry:
3222         /*
3223          * Look through allowed nodes for objects available
3224          * from existing per node queues.
3225          */
3226         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3227                 nid = zone_to_nid(zone);
3228
3229                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3230                         cache->nodelists[nid] &&
3231                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3232                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3233                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3234                                 if (obj)
3235                                         break;
3236                 }
3237         }
3238
3239         if (!obj) {
3240                 /*
3241                  * This allocation will be performed within the constraints
3242                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3243                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3244                  * set and go into memory reserves if necessary.
3245                  */
3246                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3247                         local_irq_enable();
3248                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3249                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, -1);
3250                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3251                         local_irq_disable();
3252                 if (obj) {
3253                         /*
3254                          * Insert into the appropriate per node queues
3255                          */
3256                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3257                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3258                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3259                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3260                                 if (!obj)
3261                                         /*
3262                                          * Another processor may allocate the
3263                                          * objects in the slab since we are
3264                                          * not holding any locks.
3265                                          */
3266                                         goto retry;
3267                         } else {
3268                                 /* cache_grow already freed obj */
3269                                 obj = NULL;
3270                         }
3271                 }
3272         }
3273         return obj;
3274 }
3275
3276 /*
3277  * A interface to enable slab creation on nodeid
3278  */
3279 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3280                                 int nodeid)
3281 {
3282         struct list_head *entry;
3283         struct slab *slabp;
3284         struct kmem_list3 *l3;
3285         void *obj;
3286         int x;
3287
3288         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3289         BUG_ON(!l3);
3290
3291 retry:
3292         check_irq_off();
3293         spin_lock(&l3->list_lock);
3294         entry = l3->slabs_partial.next;
3295         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3296                 l3->free_touched = 1;
3297                 entry = l3->slabs_free.next;
3298                 if (entry == &l3->slabs_free)
3299                         goto must_grow;
3300         }
3301
3302         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3303         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3304         check_slabp(cachep, slabp);
3305
3306         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3307         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3308         STATS_SET_HIGH(cachep);
3309
3310         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3311
3312         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3313         check_slabp(cachep, slabp);
3314         l3->free_objects--;
3315         /* move slabp to correct slabp list: */
3316         list_del(&slabp->list);
3317
3318         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3319                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3320         else
3321                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3322
3323         spin_unlock(&l3->list_lock);
3324         goto done;
3325
3326 must_grow:
3327         spin_unlock(&l3->list_lock);
3328         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3329         if (x)
3330                 goto retry;
3331
3332         return fallback_alloc(cachep, flags);
3333
3334 done:
3335         return obj;
3336 }
3337
3338 /**
3339  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3340  * @cachep: The cache to allocate from.
3341  * @flags: See kmalloc().
3342  * @nodeid: node number of the target node.
3343  * @caller: return address of caller, used for debug information
3344  *
3345  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3346  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3347  *
3348  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3349  */
3350 static __always_inline void *
3351 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3352                    void *caller)
3353 {
3354         unsigned long save_flags;
3355         void *ptr;
3356
3357         lockdep_trace_alloc(flags);
3358
3359         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3360                 return NULL;
3361
3362         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3363         local_irq_save(save_flags);
3364
3365         if (unlikely(nodeid == -1))
3366                 nodeid = numa_node_id();
3367
3368         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3369                 /* Node not bootstrapped yet */
3370                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3371                 goto out;
3372         }
3373
3374         if (nodeid == numa_node_id()) {
3375                 /*
3376                  * Use the locally cached objects if possible.
3377                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3378                  * to other nodes. It may fail while we still have
3379                  * objects on other nodes available.
3380                  */
3381                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3382                 if (ptr)
3383                         goto out;
3384         }
3385         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3386         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3387   out:
3388         local_irq_restore(save_flags);
3389         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3390         kmemleak_alloc_recursive(ptr, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3391                                  flags);
3392
3393         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3394                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3395
3396         return ptr;
3397 }
3398
3399 static __always_inline void *
3400 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3401 {
3402         void *objp;
3403
3404         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3405                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3406                 if (objp)
3407                         goto out;
3408         }
3409         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3410
3411         /*
3412          * We may just have run out of memory on the local node.
3413          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3414          */
3415         if (!objp)
3416                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3417
3418   out:
3419         return objp;
3420 }
3421 #else
3422
3423 static __always_inline void *
3424 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3425 {
3426         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3427 }
3428
3429 #endif /* CONFIG_NUMA */
3430
3431 static __always_inline void *
3432 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3433 {
3434         unsigned long save_flags;
3435         void *objp;
3436
3437         lockdep_trace_alloc(flags);
3438
3439         if (slab_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         kmemleak_alloc_recursive(objp, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3448                                  flags);
3449         prefetchw(objp);
3450
3451         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3452                 memset(objp, 0, obj_size(cachep));
3453
3454         return objp;
3455 }
3456
3457 /*
3458  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3459  */
3460 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3461                        int node)
3462 {
3463         int i;
3464         struct kmem_list3 *l3;
3465
3466         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3467                 void *objp = objpp[i];
3468                 struct slab *slabp;
3469
3470                 slabp = virt_to_slab(objp);
3471                 l3 = cachep->nodelists[node];
3472                 list_del(&slabp->list);
3473                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3474                 check_slabp(cachep, slabp);
3475                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3476                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3477                 l3->free_objects++;
3478                 check_slabp(cachep, slabp);
3479
3480                 /* fixup slab chains */
3481                 if (slabp->inuse == 0) {
3482                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3483                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3484                                 /* No need to drop any previously held
3485                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3486                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3487                                  * a different cache, refer to comments before
3488                                  * alloc_slabmgmt.
3489                                  */
3490                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3491                         } else {
3492                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3493                         }
3494                 } else {
3495                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3496                          * partial list on free - maximum time for the
3497                          * other objects to be freed, too.
3498                          */
3499                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3500                 }
3501         }
3502 }
3503
3504 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3505 {
3506         int batchcount;
3507         struct kmem_list3 *l3;
3508         int node = numa_node_id();
3509
3510         batchcount = ac->batchcount;
3511 #if DEBUG
3512         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3513 #endif
3514         check_irq_off();
3515         l3 = cachep->nodelists[node];
3516         spin_lock(&l3->list_lock);
3517         if (l3->shared) {
3518                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3519                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3520                 if (max) {
3521                         if (batchcount > max)
3522                                 batchcount = max;
3523                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3524                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3525                         shared_array->avail += batchcount;
3526                         goto free_done;
3527                 }
3528         }
3529
3530         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3531 free_done:
3532 #if STATS
3533         {
3534                 int i = 0;
3535                 struct list_head *p;
3536
3537                 p = l3->slabs_free.next;
3538                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3539                         struct slab *slabp;
3540
3541                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3542                         BUG_ON(slabp->inuse);
3543
3544                         i++;
3545                         p = p->next;
3546                 }
3547                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3548         }
3549 #endif
3550         spin_unlock(&l3->list_lock);
3551         ac->avail -= batchcount;
3552         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3553 }
3554
3555 /*
3556  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3557  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3558  */
3559 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3560 {
3561         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3562
3563         check_irq_off();
3564         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3565         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3566
3567         /*
3568          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3569          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3570          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3571          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3572          * the cache.
3573          */
3574         if (numa_platform && cache_free_alien(cachep, objp))
3575                 return;
3576
3577         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3578                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3579                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3580                 return;
3581         } else {
3582                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3583                 cache_flusharray(cachep, ac);
3584                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3585         }
3586 }
3587
3588 /**
3589  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3590  * @cachep: The cache to allocate from.
3591  * @flags: See kmalloc().
3592  *
3593  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3594  * if the cache has no available objects.
3595  */
3596 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3597 {
3598         void *ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3599
3600         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3601                                obj_size(cachep), cachep->buffer_size, flags);
3602
3603         return ret;
3604 }
3605 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3606
3607 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
3608 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3609 {
3610         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3611 }
3612 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
3613 #endif
3614
3615 /**
3616  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might be a slab entry.
3617  * @cachep: the cache we're checking against
3618  * @ptr: pointer to validate
3619  *
3620  * This verifies that the untrusted pointer looks sane;
3621  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3622  * part of the slab cache in question, but it at least
3623  * validates that the pointer can be dereferenced and
3624  * looks half-way sane.
3625  *
3626  * Currently only used for dentry validation.
3627  */
3628 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3629 {
3630         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3631         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3632         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3633         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3634         struct page *page;
3635
3636         if (unlikely(addr < min_addr))
3637                 goto out;
3638         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3639                 goto out;
3640         if (unlikely(addr & align_mask))
3641                 goto out;
3642         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3643                 goto out;
3644         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3645                 goto out;
3646         page = virt_to_page(ptr);
3647         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3648                 goto out;
3649         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3650                 goto out;
3651         return 1;
3652 out:
3653         return 0;
3654 }
3655
3656 #ifdef CONFIG_NUMA
3657 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3658 {
3659         void *ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3660                                        __builtin_return_address(0));
3661
3662         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3663                                     obj_size(cachep), cachep->buffer_size,
3664                                     flags, nodeid);
3665
3666         return ret;
3667 }
3668 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3669
3670 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
3671 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *cachep,
3672                                     gfp_t flags,
3673                                     int nodeid)
3674 {
3675         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3676                                   __builtin_return_address(0));
3677 }
3678 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
3679 #endif
3680
3681 static __always_inline void *
3682 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3683 {
3684         struct kmem_cache *cachep;
3685         void *ret;
3686
3687         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3688         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3689                 return cachep;
3690         ret = kmem_cache_alloc_node_notrace(cachep, flags, node);
3691
3692         trace_kmalloc_node((unsigned long) caller, ret,
3693                            size, cachep->buffer_size, flags, node);
3694
3695         return ret;
3696 }
3697
3698 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_KMEMTRACE)
3699 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3700 {
3701         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3702                         __builtin_return_address(0));
3703 }
3704 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3705
3706 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3707                 int node, unsigned long caller)
3708 {
3709         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, (void *)caller);
3710 }
3711 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3712 #else
3713 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3714 {
3715         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3716 }
3717 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3718 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3719 #endif /* CONFIG_NUMA */
3720
3721 /**
3722  * __do_kmalloc - allocate memory
3723  * @size: how many bytes of memory are required.
3724  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3725  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3726  */
3727 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3728                                           void *caller)
3729 {
3730         struct kmem_cache *cachep;
3731         void *ret;
3732
3733         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3734          * __ with kmem_.
3735          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3736          * functions.
3737          */
3738         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3739         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3740                 return cachep;
3741         ret = __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3742
3743         trace_kmalloc((unsigned long) caller, ret,
3744                       size, cachep->buffer_size, flags);
3745
3746         return ret;
3747 }
3748
3749
3750 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_KMEMTRACE)
3751 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3752 {
3753         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3754 }
3755 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3756
3757 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3758 {
3759         return __do_kmalloc(size, flags, (void *)caller);
3760 }
3761 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3762
3763 #else
3764 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3765 {
3766         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3767 }
3768 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3769 #endif
3770
3771 /**
3772  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3773  * @cachep: The cache the allocation was from.
3774  * @objp: The previously allocated object.
3775  *
3776  * Free an object which was previously allocated from this
3777  * cache.
3778  */
3779 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3780 {
3781         unsigned long flags;
3782
3783         local_irq_save(flags);
3784         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3785         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3786                 debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(cachep));
3787         __cache_free(cachep, objp);
3788         local_irq_restore(flags);
3789
3790         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3791 }
3792 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3793
3794 /**
3795  * kfree - free previously allocated memory
3796  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3797  *
3798  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3799  *
3800  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3801  * or you will run into trouble.
3802  */
3803 void kfree(const void *objp)
3804 {
3805         struct kmem_cache *c;
3806         unsigned long flags;
3807
3808         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3809
3810         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3811                 return;
3812         local_irq_save(flags);
3813         kfree_debugcheck(objp);
3814         c = virt_to_cache(objp);
3815         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3816         debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(c));
3817         __cache_free(c, (void *)objp);
3818         local_irq_restore(flags);
3819 }
3820 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3821
3822 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3823 {
3824         return obj_size(cachep);
3825 }
3826 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3827
3828 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3829 {
3830         return cachep->name;
3831 }
3832 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3833
3834 /*
3835  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3836  */
3837 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3838 {
3839         int node;
3840         struct kmem_list3 *l3;
3841         struct array_cache *new_shared;
3842         struct array_cache **new_alien = NULL;
3843
3844         for_each_online_node(node) {
3845
3846                 if (use_alien_caches) {
3847                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3848                         if (!new_alien)
3849                                 goto fail;
3850                 }
3851
3852                 new_shared = NULL;
3853                 if (cachep->shared) {
3854                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3855                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3856                                         0xbaadf00d, gfp);
3857                         if (!new_shared) {
3858                                 free_alien_cache(new_alien);
3859                                 goto fail;
3860                         }
3861                 }
3862
3863                 l3 = cachep->nodelists[node];
3864                 if (l3) {
3865                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3866
3867                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3868
3869                         if (shared)
3870                                 free_block(cachep, shared->entry,
3871                                                 shared->avail, node);
3872
3873                         l3->shared = new_shared;
3874                         if (!l3->alien) {
3875                                 l3->alien = new_alien;
3876                                 new_alien = NULL;
3877                         }
3878                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3879                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3880                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3881                         kfree(shared);
3882                         free_alien_cache(new_alien);
3883                         continue;
3884                 }
3885                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), gfp, node);
3886                 if (!l3) {
3887                         free_alien_cache(new_alien);
3888                         kfree(new_shared);
3889                         goto fail;
3890                 }
3891
3892                 kmem_list3_init(l3);
3893                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3894                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3895                 l3->shared = new_shared;
3896                 l3->alien = new_alien;
3897                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3898                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3899                 cachep->nodelists[node] = l3;
3900         }
3901         return 0;
3902
3903 fail:
3904         if (!cachep->next.next) {
3905                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3906                 node--;
3907                 while (node >= 0) {
3908                         if (cachep->nodelists[node]) {
3909                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3910
3911                                 kfree(l3->shared);
3912                                 free_alien_cache(l3->alien);
3913                                 kfree(l3);
3914                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3915                         }
3916                         node--;
3917                 }
3918         }
3919         return -ENOMEM;
3920 }
3921
3922 struct ccupdate_struct {
3923         struct kmem_cache *cachep;
3924         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3925 };
3926
3927 static void do_ccupdate_local(void *info)
3928 {
3929         struct ccupdate_struct *new = info;
3930         struct array_cache *old;
3931
3932         check_irq_off();
3933         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3934
3935         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3936         new->new[smp_processor_id()] = old;
3937 }
3938
3939 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3940 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3941                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3942 {
3943         struct ccupdate_struct *new;
3944         int i;
3945
3946         new = kzalloc(sizeof(*new), gfp);
3947         if (!new)
3948                 return -ENOMEM;
3949
3950         for_each_online_cpu(i) {
3951                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3952                                                 batchcount, gfp);
3953                 if (!new->new[i]) {
3954                         for (i--; i >= 0; i--)
3955                                 kfree(new->new[i]);
3956                         kfree(new);
3957                         return -ENOMEM;
3958                 }
3959         }
3960         new->cachep = cachep;
3961
3962         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3963
3964         check_irq_on();
3965         cachep->batchcount = batchcount;
3966         cachep->limit = limit;
3967         cachep->shared = shared;
3968
3969         for_each_online_cpu(i) {
3970                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3971                 if (!ccold)
3972                         continue;
3973                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3974                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3975                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3976                 kfree(ccold);
3977         }
3978         kfree(new);
3979         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
3980 }
3981
3982 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3983 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3984 {
3985         int err;
3986         int limit, shared;
3987
3988         /*
3989          * The head array serves three purposes:
3990          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3991          * - reduce the number of spinlock operations.
3992          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3993          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3994          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3995          * Bonwick.
3996          */
3997         if (cachep->buffer_size > 131072)
3998                 limit = 1;
3999         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
4000                 limit = 8;
4001         else if (cachep->buffer_size > 1024)
4002                 limit = 24;
4003         else if (cachep->buffer_size > 256)
4004                 limit = 54;
4005         else
4006                 limit = 120;
4007
4008         /*
4009          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4010          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4011          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4012          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4013          * replaces Bonwick's magazine layer.
4014          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4015          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4016          */
4017         shared = 0;
4018         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4019                 shared = 8;
4020
4021 #if DEBUG
4022         /*
4023          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4024          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4025          */
4026         if (limit > 32)
4027                 limit = 32;
4028 #endif
4029         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared, gfp);
4030         if (err)
4031                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4032                        cachep->name, -err);
4033         return err;
4034 }
4035
4036 /*
4037  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4038  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4039  * if drain_array() is used on the shared array.
4040  */
4041 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4042                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4043 {
4044         int tofree;
4045
4046         if (!ac || !ac->avail)
4047                 return;
4048         if (ac->touched && !force) {
4049                 ac->touched = 0;
4050         } else {
4051                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4052                 if (ac->avail) {
4053                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4054                         if (tofree > ac->avail)
4055                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4056                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4057                         ac->avail -= tofree;
4058                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4059                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4060                 }
4061                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4062         }
4063 }
4064
4065 /**
4066  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4067  * @w: work descriptor
4068  *
4069  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4070  * Purpose:
4071  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4072  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4073  *
4074  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4075  * again on the next iteration.
4076  */
4077 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4078 {
4079         struct kmem_cache *searchp;
4080         struct kmem_list3 *l3;
4081         int node = numa_node_id();
4082         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4083
4084         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4085                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4086                 goto out;
4087
4088         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4089                 check_irq_on();
4090
4091                 /*
4092                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4093                  * have established with reasonable certainty that
4094                  * we can do some work if the lock was obtained.
4095                  */
4096                 l3 = searchp->nodelists[node];
4097
4098                 reap_alien(searchp, l3);
4099
4100                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4101
4102                 /*
4103                  * These are racy checks but it does not matter
4104                  * if we skip one check or scan twice.
4105                  */
4106                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4107                         goto next;
4108
4109                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4110
4111                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4112
4113                 if (l3->free_touched)
4114                         l3->free_touched = 0;
4115                 else {
4116                         int freed;
4117
4118                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4119                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4120                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4121                 }
4122 next:
4123                 cond_resched();
4124         }
4125         check_irq_on();
4126         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4127         next_reap_node();
4128 out:
4129         /* Set up the next iteration */
4130         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4131 }
4132
4133 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4134
4135 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4136 {
4137         /*
4138          * Output format version, so at least we can change it
4139          * without _too_ many complaints.
4140          */
4141 #if STATS
4142         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4143 #else
4144         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4145 #endif
4146         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4147                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4148         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4149         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4150 #if STATS
4151         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4152                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4153         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4154 #endif
4155         seq_putc(m, '\n');
4156 }
4157
4158 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4159 {
4160         loff_t n = *pos;
4161
4162         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4163         if (!n)
4164                 print_slabinfo_header(m);
4165
4166         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4167 }
4168
4169 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4170 {
4171         return seq_list_next(p, &cache_chain, pos);
4172 }
4173
4174 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4175 {
4176         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4177 }
4178
4179 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4180 {
4181         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4182         struct slab *slabp;
4183         unsigned long active_objs;
4184         unsigned long num_objs;
4185         unsigned long active_slabs = 0;
4186         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4187         const char *name;
4188         char *error = NULL;
4189         int node;
4190         struct kmem_list3 *l3;
4191
4192         active_objs = 0;
4193         num_slabs = 0;
4194         for_each_online_node(node) {
4195                 l3 = cachep->nodelists[node];
4196                 if (!l3)
4197                         continue;
4198
4199                 check_irq_on();
4200                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4201
4202                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4203                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4204                                 error = "slabs_full accounting error";
4205                         active_objs += cachep->num;
4206                         active_slabs++;
4207                 }
4208                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4209                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4210                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4211                         if (!slabp->inuse && !error)
4212                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4213                         active_objs += slabp->inuse;
4214                         active_slabs++;
4215                 }
4216                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4217                         if (slabp->inuse && !error)
4218                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4219                         num_slabs++;
4220                 }
4221                 free_objects += l3->free_objects;
4222                 if (l3->shared)
4223                         shared_avail += l3->shared->avail;
4224
4225                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4226         }
4227         num_slabs += active_slabs;
4228         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4229         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4230                 error = "free_objects accounting error";
4231
4232         name = cachep->name;
4233         if (error)
4234                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4235
4236         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4237                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4238                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4239         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4240                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4241         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4242                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4243 #if STATS
4244         {                       /* list3 stats */
4245                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4246                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4247                 unsigned long grown = cachep->grown;
4248                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4249                 unsigned long errors = cachep->errors;
4250                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4251                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4252                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4253                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4254
4255                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4256                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4257                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4258                                 node_frees, overflows);
4259         }
4260         /* cpu stats */
4261         {
4262                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4263                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4264                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4265                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4266
4267                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4268                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4269         }
4270 #endif
4271         seq_putc(m, '\n');
4272         return 0;
4273 }
4274
4275 /*
4276  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4277  *
4278  * Output layout:
4279  * cache-name
4280  * num-active-objs
4281  * total-objs
4282  * object size
4283  * num-active-slabs
4284  * total-slabs
4285  * num-pages-per-slab
4286  * + further values on SMP and with statistics enabled
4287  */
4288
4289 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4290         .start = s_start,
4291         .next = s_next,
4292         .stop = s_stop,
4293         .show = s_show,
4294 };
4295
4296 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4297 /**
4298  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4299  * @file: unused
4300  * @buffer: user buffer
4301  * @count: data length
4302  * @ppos: unused
4303  */
4304 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4305                        size_t count, loff_t *ppos)
4306 {
4307         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4308         int limit, batchcount, shared, res;
4309         struct kmem_cache *cachep;
4310
4311         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4312                 return -EINVAL;
4313         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4314                 return -EFAULT;
4315         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4316
4317         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4318         if (!tmp)
4319                 return -EINVAL;
4320         *tmp = '\0';
4321         tmp++;
4322         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4323                 return -EINVAL;
4324
4325         /* Find the cache in the chain of caches. */
4326         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4327         res = -EINVAL;
4328         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4329                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4330                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4331                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4332                                 res = 0;
4333                         } else {
4334                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4335                                                        batchcount, shared,
4336                                                        GFP_KERNEL);
4337                         }
4338                         break;
4339                 }
4340         }
4341         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4342         if (res >= 0)
4343                 res = count;
4344         return res;
4345 }
4346
4347 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4348 {
4349         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4350 }
4351
4352 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4353         .open           = slabinfo_open,
4354         .read           = seq_read,
4355         .write          = slabinfo_write,
4356         .llseek         = seq_lseek,
4357         .release        = seq_release,
4358 };
4359
4360 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4361
4362 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4363 {
4364         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4365         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4366 }
4367
4368 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4369 {
4370         unsigned long *p;
4371         int l;
4372         if (!v)
4373                 return 1;
4374         l = n[1];
4375         p = n + 2;
4376         while (l) {
4377                 int i = l/2;
4378                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4379                 if (*q == v) {
4380                         q[1]++;
4381                         return 1;
4382                 }
4383                 if (*q > v) {
4384                         l = i;
4385                 } else {
4386                         p = q + 2;
4387                         l -= i + 1;
4388                 }
4389         }
4390         if (++n[1] == n[0])
4391                 return 0;
4392         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4393         p[0] = v;
4394         p[1] = 1;
4395         return 1;
4396 }
4397
4398 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4399 {
4400         void *p;
4401         int i;
4402         if (n[0] == n[1])
4403                 return;
4404         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4405                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4406                         continue;
4407                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4408                         return;
4409         }
4410 }
4411
4412 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4413 {
4414 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4415         unsigned long offset, size;
4416         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4417
4418         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4419                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4420                 if (modname[0])
4421                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4422                 return;
4423         }
4424 #endif
4425         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4426 }
4427
4428 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4429 {
4430         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4431         struct slab *slabp;
4432         struct kmem_list3 *l3;
4433         const char *name;
4434         unsigned long *n = m->private;
4435         int node;
4436         int i;
4437
4438         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4439                 return 0;
4440         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4441                 return 0;
4442
4443         /* OK, we can do it */
4444
4445         n[1] = 0;
4446
4447         for_each_online_node(node) {
4448                 l3 = cachep->nodelists[node];
4449                 if (!l3)
4450                         continue;
4451
4452                 check_irq_on();
4453                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4454
4455                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4456                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4457                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4458                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4459                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4460         }
4461         name = cachep->name;
4462         if (n[0] == n[1]) {
4463                 /* Increase the buffer size */
4464                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4465                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4466                 if (!m->private) {
4467                         /* Too bad, we are really out */
4468                         m->private = n;
4469                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4470                         return -ENOMEM;
4471                 }
4472                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4473                 kfree(n);
4474                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4475                 /* Now make sure this entry will be retried */
4476                 m->count = m->size;
4477                 return 0;
4478         }
4479         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4480                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4481                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4482                 seq_putc(m, '\n');
4483         }
4484
4485         return 0;
4486 }
4487
4488 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4489         .start = leaks_start,
4490         .next = s_next,
4491         .stop = s_stop,
4492         .show = leaks_show,
4493 };
4494
4495 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4496 {
4497         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4498         int ret = -ENOMEM;
4499         if (n) {
4500                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4501                 if (!ret) {
4502                         struct seq_file *m = file->private_data;
4503                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4504                         m->private = n;
4505                         n = NULL;
4506                 }
4507                 kfree(n);
4508         }
4509         return ret;
4510 }
4511
4512 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4513         .open           = slabstats_open,
4514         .read           = seq_read,
4515         .llseek         = seq_lseek,
4516         .release        = seq_release_private,
4517 };
4518 #endif
4519
4520 static int __init slab_proc_init(void)
4521 {
4522         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUGO,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4523 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4524         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4525 #endif
4526         return 0;
4527 }
4528 module_init(slab_proc_init);
4529 #endif
4530
4531 /**
4532  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4533  * @objp: Pointer to the object
4534  *
4535  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4536  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4537  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4538  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4539  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4540  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4541  * must not be freed during the duration of the call.
4542  */
4543 size_t ksize(const void *objp)
4544 {
4545         BUG_ON(!objp);
4546         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4547                 return 0;
4548
4549         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4550 }
4551 EXPORT_SYMBOL(ksize);