3dbd6f4e74774be9fd1db7e19d581ae31b1f4cce
[linux-3.10.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/poison.h>
93 #include        <linux/swap.h>
94 #include        <linux/cache.h>
95 #include        <linux/interrupt.h>
96 #include        <linux/init.h>
97 #include        <linux/compiler.h>
98 #include        <linux/cpuset.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/rtmutex.h>
111
112 #include        <asm/uaccess.h>
113 #include        <asm/cacheflush.h>
114 #include        <asm/tlbflush.h>
115 #include        <asm/page.h>
116
117 /*
118  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
119  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
123  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
124  *
125  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
126  */
127
128 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
129 #define DEBUG           1
130 #define STATS           1
131 #define FORCED_DEBUG    1
132 #else
133 #define DEBUG           0
134 #define STATS           0
135 #define FORCED_DEBUG    0
136 #endif
137
138 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
139 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
140
141 #ifndef cache_line_size
142 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
143 #endif
144
145 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
146 /*
147  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
148  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
149  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
150  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
151  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
152  * Note that this flag disables some debug features.
153  */
154 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
155 #endif
156
157 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
158 /*
159  * Enforce a minimum alignment for all caches.
160  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
161  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
162  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
163  * some debug features.
164  */
165 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
166 #endif
167
168 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
169 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
170 #endif
171
172 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
173 #if DEBUG
174 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
175                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
176                          SLAB_CACHE_DMA | \
177                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
178                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
179                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
180 #else
181 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
182                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
183                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
184                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
185 #endif
186
187 /*
188  * kmem_bufctl_t:
189  *
190  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
191  * linked offsets.
192  *
193  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
194  * slab an object belongs to.
195  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
196  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
197  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
198  * that does not use off-slab slabs.
199  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
200  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
201  * to have too many per slab.
202  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
203  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
204  */
205
206 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
207 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
208 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
209 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
210 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
211
212 /*
213  * struct slab
214  *
215  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
216  * for a slab, or allocated from an general cache.
217  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
218  */
219 struct slab {
220         struct list_head list;
221         unsigned long colouroff;
222         void *s_mem;            /* including colour offset */
223         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
224         kmem_bufctl_t free;
225         unsigned short nodeid;
226 };
227
228 /*
229  * struct slab_rcu
230  *
231  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
232  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
233  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
234  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
235  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
236  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
237  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
238  *
239  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
240  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
241  *
242  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
243  */
244 struct slab_rcu {
245         struct rcu_head head;
246         struct kmem_cache *cachep;
247         void *addr;
248 };
249
250 /*
251  * struct array_cache
252  *
253  * Purpose:
254  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
255  * - reduce the number of linked list operations
256  * - reduce spinlock operations
257  *
258  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
259  * footprint.
260  *
261  */
262 struct array_cache {
263         unsigned int avail;
264         unsigned int limit;
265         unsigned int batchcount;
266         unsigned int touched;
267         spinlock_t lock;
268         void *entry[0]; /*
269                          * Must have this definition in here for the proper
270                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
271                          * the entries.
272                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
273                          */
274 };
275
276 /*
277  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
278  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
279  */
280 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
281 struct arraycache_init {
282         struct array_cache cache;
283         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
284 };
285
286 /*
287  * The slab lists for all objects.
288  */
289 struct kmem_list3 {
290         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
291         struct list_head slabs_full;
292         struct list_head slabs_free;
293         unsigned long free_objects;
294         unsigned int free_limit;
295         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
296         spinlock_t list_lock;
297         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
298         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
299         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
300         int free_touched;               /* updated without locking */
301 };
302
303 /*
304  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
305  */
306 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
307 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
308 #define CACHE_CACHE 0
309 #define SIZE_AC 1
310 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
311
312 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
313                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
314 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
315                         int node);
316 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
317 static void cache_reap(void *unused);
318
319 /*
320  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
321  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
322  */
323 static __always_inline int index_of(const size_t size)
324 {
325         extern void __bad_size(void);
326
327         if (__builtin_constant_p(size)) {
328                 int i = 0;
329
330 #define CACHE(x) \
331         if (size <=x) \
332                 return i; \
333         else \
334                 i++;
335 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
336 #undef CACHE
337                 __bad_size();
338         } else
339                 __bad_size();
340         return 0;
341 }
342
343 static int slab_early_init = 1;
344
345 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
346 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
347
348 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
349 {
350         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
353         parent->shared = NULL;
354         parent->alien = NULL;
355         parent->colour_next = 0;
356         spin_lock_init(&parent->list_lock);
357         parent->free_objects = 0;
358         parent->free_touched = 0;
359 }
360
361 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
362         do {                                                            \
363                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
364                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
365         } while (0)
366
367 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
368         do {                                                            \
369         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
372         } while (0)
373
374 /*
375  * struct kmem_cache
376  *
377  * manages a cache.
378  */
379
380 struct kmem_cache {
381 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
382         struct array_cache *array[NR_CPUS];
383 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
384         unsigned int batchcount;
385         unsigned int limit;
386         unsigned int shared;
387
388         unsigned int buffer_size;
389 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
390         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
391
392         unsigned int flags;             /* constant flags */
393         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
394
395 /* 4) cache_grow/shrink */
396         /* order of pgs per slab (2^n) */
397         unsigned int gfporder;
398
399         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
400         gfp_t gfpflags;
401
402         size_t colour;                  /* cache colouring range */
403         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
404         struct kmem_cache *slabp_cache;
405         unsigned int slab_size;
406         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
407
408         /* constructor func */
409         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
410
411         /* de-constructor func */
412         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
413
414 /* 5) cache creation/removal */
415         const char *name;
416         struct list_head next;
417
418 /* 6) statistics */
419 #if STATS
420         unsigned long num_active;
421         unsigned long num_allocations;
422         unsigned long high_mark;
423         unsigned long grown;
424         unsigned long reaped;
425         unsigned long errors;
426         unsigned long max_freeable;
427         unsigned long node_allocs;
428         unsigned long node_frees;
429         unsigned long node_overflow;
430         atomic_t allochit;
431         atomic_t allocmiss;
432         atomic_t freehit;
433         atomic_t freemiss;
434 #endif
435 #if DEBUG
436         /*
437          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
438          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
439          * object size including these internal fields, the following two
440          * variables contain the offset to the user object and its size.
441          */
442         int obj_offset;
443         int obj_size;
444 #endif
445 };
446
447 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
448 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
449
450 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
451 /*
452  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
453  * cpucache drain/refill cycles.
454  *
455  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
456  * which could lock up otherwise freeable slabs.
457  */
458 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
459 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
460
461 #if STATS
462 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
463 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
464 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
465 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
466 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
467 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
468         do {                                                            \
469                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
470                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
471         } while (0)
472 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
473 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
474 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
475 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
476 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
477         do {                                                            \
478                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
479                         (x)->max_freeable = i;                          \
480         } while (0)
481 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
482 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
483 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
484 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
485 #else
486 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
487 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
488 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
489 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
490 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
491 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
492 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
493 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
494 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
495 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
496 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
497 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
498 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
499 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
500 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
501 #endif
502
503 #if DEBUG
504
505 /*
506  * memory layout of objects:
507  * 0            : objp
508  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
509  *              the end of an object is aligned with the end of the real
510  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
511  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
512  *              redzone word.
513  * cachep->obj_offset: The real object.
514  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
515  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
516  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
517  */
518 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
519 {
520         return cachep->obj_offset;
521 }
522
523 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
524 {
525         return cachep->obj_size;
526 }
527
528 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
529 {
530         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
531         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
532 }
533
534 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
535 {
536         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
537         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
538                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
539                                          2 * BYTES_PER_WORD);
540         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
541 }
542
543 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
544 {
545         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
546         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
547 }
548
549 #else
550
551 #define obj_offset(x)                   0
552 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
553 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
554 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
555 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
556
557 #endif
558
559 /*
560  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
561  * order.
562  */
563 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
564 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
565 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
566 #elif defined(CONFIG_MMU)
567 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
568 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
569 #else
570 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
571 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
572 #endif
573
574 /*
575  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
576  */
577 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
578 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
579 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
580
581 /*
582  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
583  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
584  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
585  */
586 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
587 {
588         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
589 }
590
591 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
592 {
593         if (unlikely(PageCompound(page)))
594                 page = (struct page *)page_private(page);
595         BUG_ON(!PageSlab(page));
596         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
597 }
598
599 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
600 {
601         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
602 }
603
604 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
605 {
606         if (unlikely(PageCompound(page)))
607                 page = (struct page *)page_private(page);
608         BUG_ON(!PageSlab(page));
609         return (struct slab *)page->lru.prev;
610 }
611
612 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
613 {
614         struct page *page = virt_to_page(obj);
615         return page_get_cache(page);
616 }
617
618 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
619 {
620         struct page *page = virt_to_page(obj);
621         return page_get_slab(page);
622 }
623
624 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
625                                  unsigned int idx)
626 {
627         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
628 }
629
630 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
631                                         struct slab *slab, void *obj)
632 {
633         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
634 }
635
636 /*
637  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
638  */
639 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
640 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
641 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
642         CACHE(ULONG_MAX)
643 #undef CACHE
644 };
645 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
646
647 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
648 struct cache_names {
649         char *name;
650         char *name_dma;
651 };
652
653 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
654 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
655 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
656         {NULL,}
657 #undef CACHE
658 };
659
660 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
661     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
662 static struct arraycache_init initarray_generic =
663     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
664
665 /* internal cache of cache description objs */
666 static struct kmem_cache cache_cache = {
667         .batchcount = 1,
668         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
669         .shared = 1,
670         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
671         .name = "kmem_cache",
672 #if DEBUG
673         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
674 #endif
675 };
676
677 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
678
679 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
680
681 /*
682  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
683  * for other slabs "off slab".
684  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
685  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
686  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
687  *
688  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
689  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
690  * then comes back up during hotplug
691  */
692 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
693 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
694
695 static inline void init_lock_keys(void)
696
697 {
698         int q;
699         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
700
701         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
702                 for_each_node(q) {
703                         struct array_cache **alc;
704                         int r;
705                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
706                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
707                                 continue;
708                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
709                         alc = l3->alien;
710                         /*
711                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
712                          * should go away when common slab code is taught to
713                          * work even without alien caches.
714                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
715                          * for alloc_alien_cache,
716                          */
717                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
718                                 continue;
719                         for_each_node(r) {
720                                 if (alc[r])
721                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
722                                              &on_slab_alc_key);
723                         }
724                 }
725                 s++;
726         }
727 }
728 #else
729 static inline void init_lock_keys(void)
730 {
731 }
732 #endif
733
734 /* Guard access to the cache-chain. */
735 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
736 static struct list_head cache_chain;
737
738 /*
739  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
740  * until the general caches are up.
741  */
742 static enum {
743         NONE,
744         PARTIAL_AC,
745         PARTIAL_L3,
746         FULL
747 } g_cpucache_up;
748
749 /*
750  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
751  */
752 int slab_is_available(void)
753 {
754         return g_cpucache_up == FULL;
755 }
756
757 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
758
759 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
760 {
761         return cachep->array[smp_processor_id()];
762 }
763
764 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
765                                                         gfp_t gfpflags)
766 {
767         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
768
769 #if DEBUG
770         /* This happens if someone tries to call
771          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
772          * the generic caches are initialized.
773          */
774         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
775 #endif
776         while (size > csizep->cs_size)
777                 csizep++;
778
779         /*
780          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
781          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
782          * for large kmalloc calls required.
783          */
784         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
785                 return csizep->cs_dmacachep;
786         return csizep->cs_cachep;
787 }
788
789 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
790 {
791         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
792 }
793
794 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
795 {
796         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
797 }
798
799 /*
800  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
801  */
802 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
803                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
804                            unsigned int *num)
805 {
806         int nr_objs;
807         size_t mgmt_size;
808         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
809
810         /*
811          * The slab management structure can be either off the slab or
812          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
813          * slab is used for:
814          *
815          * - The struct slab
816          * - One kmem_bufctl_t for each object
817          * - Padding to respect alignment of @align
818          * - @buffer_size bytes for each object
819          *
820          * If the slab management structure is off the slab, then the
821          * alignment will already be calculated into the size. Because
822          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
823          * correct alignment when allocated.
824          */
825         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
826                 mgmt_size = 0;
827                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
828
829                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
830                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
831         } else {
832                 /*
833                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
834                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
835                  * least @align. In the worst case, this result will
836                  * be one greater than the number of objects that fit
837                  * into the memory allocation when taking the padding
838                  * into account.
839                  */
840                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
841                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
842
843                 /*
844                  * This calculated number will be either the right
845                  * amount, or one greater than what we want.
846                  */
847                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
848                        > slab_size)
849                         nr_objs--;
850
851                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
852                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
853
854                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
855         }
856         *num = nr_objs;
857         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
858 }
859
860 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
861
862 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
863                         char *msg)
864 {
865         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
866                function, cachep->name, msg);
867         dump_stack();
868 }
869
870 #ifdef CONFIG_NUMA
871 /*
872  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
873  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
874  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
875  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
876  */
877 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
878
879 static void init_reap_node(int cpu)
880 {
881         int node;
882
883         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
884         if (node == MAX_NUMNODES)
885                 node = first_node(node_online_map);
886
887         __get_cpu_var(reap_node) = node;
888 }
889
890 static void next_reap_node(void)
891 {
892         int node = __get_cpu_var(reap_node);
893
894         /*
895          * Also drain per cpu pages on remote zones
896          */
897         if (node != numa_node_id())
898                 drain_node_pages(node);
899
900         node = next_node(node, node_online_map);
901         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
902                 node = first_node(node_online_map);
903         __get_cpu_var(reap_node) = node;
904 }
905
906 #else
907 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
908 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
909 #endif
910
911 /*
912  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
913  * via the workqueue/eventd.
914  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
915  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
916  * lock.
917  */
918 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
919 {
920         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
921
922         /*
923          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
924          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
925          * at that time.
926          */
927         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
928                 init_reap_node(cpu);
929                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
930                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
931         }
932 }
933
934 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
935                                             int batchcount)
936 {
937         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
938         struct array_cache *nc = NULL;
939
940         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
941         if (nc) {
942                 nc->avail = 0;
943                 nc->limit = entries;
944                 nc->batchcount = batchcount;
945                 nc->touched = 0;
946                 spin_lock_init(&nc->lock);
947         }
948         return nc;
949 }
950
951 /*
952  * Transfer objects in one arraycache to another.
953  * Locking must be handled by the caller.
954  *
955  * Return the number of entries transferred.
956  */
957 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
958                 struct array_cache *from, unsigned int max)
959 {
960         /* Figure out how many entries to transfer */
961         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
962
963         if (!nr)
964                 return 0;
965
966         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
967                         sizeof(void *) *nr);
968
969         from->avail -= nr;
970         to->avail += nr;
971         to->touched = 1;
972         return nr;
973 }
974
975 #ifndef CONFIG_NUMA
976
977 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
978 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
979
980 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
981 {
982         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
983 }
984
985 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
986 {
987 }
988
989 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
990 {
991         return 0;
992 }
993
994 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
995                 gfp_t flags)
996 {
997         return NULL;
998 }
999
1000 static inline void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1001                  gfp_t flags, int nodeid)
1002 {
1003         return NULL;
1004 }
1005
1006 #else   /* CONFIG_NUMA */
1007
1008 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1009 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1010
1011 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1012 {
1013         struct array_cache **ac_ptr;
1014         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
1015         int i;
1016
1017         if (limit > 1)
1018                 limit = 12;
1019         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1020         if (ac_ptr) {
1021                 for_each_node(i) {
1022                         if (i == node || !node_online(i)) {
1023                                 ac_ptr[i] = NULL;
1024                                 continue;
1025                         }
1026                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1027                         if (!ac_ptr[i]) {
1028                                 for (i--; i <= 0; i--)
1029                                         kfree(ac_ptr[i]);
1030                                 kfree(ac_ptr);
1031                                 return NULL;
1032                         }
1033                 }
1034         }
1035         return ac_ptr;
1036 }
1037
1038 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1039 {
1040         int i;
1041
1042         if (!ac_ptr)
1043                 return;
1044         for_each_node(i)
1045             kfree(ac_ptr[i]);
1046         kfree(ac_ptr);
1047 }
1048
1049 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1050                                 struct array_cache *ac, int node)
1051 {
1052         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1053
1054         if (ac->avail) {
1055                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1056                 /*
1057                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1058                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1059                  * into the free lists and getting them back later.
1060                  */
1061                 if (rl3->shared)
1062                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1063
1064                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1065                 ac->avail = 0;
1066                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1067         }
1068 }
1069
1070 /*
1071  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1072  */
1073 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1074 {
1075         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1076
1077         if (l3->alien) {
1078                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1079
1080                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1081                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1082                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1083                 }
1084         }
1085 }
1086
1087 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1088                                 struct array_cache **alien)
1089 {
1090         int i = 0;
1091         struct array_cache *ac;
1092         unsigned long flags;
1093
1094         for_each_online_node(i) {
1095                 ac = alien[i];
1096                 if (ac) {
1097                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1098                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1099                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1100                 }
1101         }
1102 }
1103
1104 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1105 {
1106         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1107         int nodeid = slabp->nodeid;
1108         struct kmem_list3 *l3;
1109         struct array_cache *alien = NULL;
1110
1111         /*
1112          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1113          * cache on this cpu.
1114          */
1115         if (likely(slabp->nodeid == numa_node_id()))
1116                 return 0;
1117
1118         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
1119         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1120         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1121                 alien = l3->alien[nodeid];
1122                 spin_lock(&alien->lock);
1123                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1124                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1125                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1126                 }
1127                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1128                 spin_unlock(&alien->lock);
1129         } else {
1130                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1131                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1132                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1133         }
1134         return 1;
1135 }
1136 #endif
1137
1138 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1139                                     unsigned long action, void *hcpu)
1140 {
1141         long cpu = (long)hcpu;
1142         struct kmem_cache *cachep;
1143         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1144         int node = cpu_to_node(cpu);
1145         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1146
1147         switch (action) {
1148         case CPU_UP_PREPARE:
1149                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1150                 /*
1151                  * We need to do this right in the beginning since
1152                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1153                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1154                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1155                  */
1156
1157                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1158                         /*
1159                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1160                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1161                          * node has not already allocated this
1162                          */
1163                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1164                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1165                                 if (!l3)
1166                                         goto bad;
1167                                 kmem_list3_init(l3);
1168                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1169                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1170
1171                                 /*
1172                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1173                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1174                                  * protection here.
1175                                  */
1176                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1177                         }
1178
1179                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1180                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1181                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1182                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1183                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1184                 }
1185
1186                 /*
1187                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1188                  * array caches
1189                  */
1190                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1191                         struct array_cache *nc;
1192                         struct array_cache *shared;
1193                         struct array_cache **alien;
1194
1195                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1196                                                 cachep->batchcount);
1197                         if (!nc)
1198                                 goto bad;
1199                         shared = alloc_arraycache(node,
1200                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1201                                         0xbaadf00d);
1202                         if (!shared)
1203                                 goto bad;
1204
1205                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1206                         if (!alien)
1207                                 goto bad;
1208                         cachep->array[cpu] = nc;
1209                         l3 = cachep->nodelists[node];
1210                         BUG_ON(!l3);
1211
1212                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1213                         if (!l3->shared) {
1214                                 /*
1215                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1216                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1217                                  */
1218                                 l3->shared = shared;
1219                                 shared = NULL;
1220                         }
1221 #ifdef CONFIG_NUMA
1222                         if (!l3->alien) {
1223                                 l3->alien = alien;
1224                                 alien = NULL;
1225                         }
1226 #endif
1227                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1228                         kfree(shared);
1229                         free_alien_cache(alien);
1230                 }
1231                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1232                 break;
1233         case CPU_ONLINE:
1234                 start_cpu_timer(cpu);
1235                 break;
1236 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1237         case CPU_DEAD:
1238                 /*
1239                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1240                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1241                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1242                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1243                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1244                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1245                  */
1246                 /* fall thru */
1247         case CPU_UP_CANCELED:
1248                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1249                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1250                         struct array_cache *nc;
1251                         struct array_cache *shared;
1252                         struct array_cache **alien;
1253                         cpumask_t mask;
1254
1255                         mask = node_to_cpumask(node);
1256                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1257                         nc = cachep->array[cpu];
1258                         cachep->array[cpu] = NULL;
1259                         l3 = cachep->nodelists[node];
1260
1261                         if (!l3)
1262                                 goto free_array_cache;
1263
1264                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1265
1266                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1267                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1268                         if (nc)
1269                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1270
1271                         if (!cpus_empty(mask)) {
1272                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1273                                 goto free_array_cache;
1274                         }
1275
1276                         shared = l3->shared;
1277                         if (shared) {
1278                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1279                                            l3->shared->avail, node);
1280                                 l3->shared = NULL;
1281                         }
1282
1283                         alien = l3->alien;
1284                         l3->alien = NULL;
1285
1286                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1287
1288                         kfree(shared);
1289                         if (alien) {
1290                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1291                                 free_alien_cache(alien);
1292                         }
1293 free_array_cache:
1294                         kfree(nc);
1295                 }
1296                 /*
1297                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1298                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1299                  * shrink each nodelist to its limit.
1300                  */
1301                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1302                         l3 = cachep->nodelists[node];
1303                         if (!l3)
1304                                 continue;
1305                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1306                 }
1307                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1308                 break;
1309 #endif
1310         }
1311         return NOTIFY_OK;
1312 bad:
1313         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1314         return NOTIFY_BAD;
1315 }
1316
1317 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1318         &cpuup_callback, NULL, 0
1319 };
1320
1321 /*
1322  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1323  */
1324 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1325                         int nodeid)
1326 {
1327         struct kmem_list3 *ptr;
1328
1329         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1330         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1331         BUG_ON(!ptr);
1332
1333         local_irq_disable();
1334         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1335         /*
1336          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1337          */
1338         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1339
1340         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1341         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1342         local_irq_enable();
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1347  * before smp_init().
1348  */
1349 void __init kmem_cache_init(void)
1350 {
1351         size_t left_over;
1352         struct cache_sizes *sizes;
1353         struct cache_names *names;
1354         int i;
1355         int order;
1356
1357         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1358                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1359                 if (i < MAX_NUMNODES)
1360                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1361         }
1362
1363         /*
1364          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1365          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1366          */
1367         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1368                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1369
1370         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1371          * from caches that do not exist yet:
1372          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1373          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1374          *    cache_cache is statically allocated.
1375          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1376          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1377          *    array at the end of the bootstrap.
1378          * 2) Create the first kmalloc cache.
1379          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1380          *    An __init data area is used for the head array.
1381          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1382          *    head arrays.
1383          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1384          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1385          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1386          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1387          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1388          */
1389
1390         /* 1) create the cache_cache */
1391         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1392         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1393         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1394         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1395         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1396
1397         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1398                                         cache_line_size());
1399
1400         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1401                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1402                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1403                 if (cache_cache.num)
1404                         break;
1405         }
1406         BUG_ON(!cache_cache.num);
1407         cache_cache.gfporder = order;
1408         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1409         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1410                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1411
1412         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1413         sizes = malloc_sizes;
1414         names = cache_names;
1415
1416         /*
1417          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1418          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1419          * bug.
1420          */
1421
1422         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1423                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1424                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1425                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1426                                         NULL, NULL);
1427
1428         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1429                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1430                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1431                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1432                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1433                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1434                                 NULL, NULL);
1435         }
1436
1437         slab_early_init = 0;
1438
1439         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1440                 /*
1441                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1442                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1443                  * eliminates "false sharing".
1444                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1445                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1446                  */
1447                 if (!sizes->cs_cachep) {
1448                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1449                                         sizes->cs_size,
1450                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1451                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1452                                         NULL, NULL);
1453                 }
1454
1455                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1456                                         sizes->cs_size,
1457                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1458                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1459                                                 SLAB_PANIC,
1460                                         NULL, NULL);
1461                 sizes++;
1462                 names++;
1463         }
1464         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1465         {
1466                 struct array_cache *ptr;
1467
1468                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1469
1470                 local_irq_disable();
1471                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1472                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1473                        sizeof(struct arraycache_init));
1474                 /*
1475                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1476                  */
1477                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1478
1479                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1480                 local_irq_enable();
1481
1482                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1483
1484                 local_irq_disable();
1485                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1486                        != &initarray_generic.cache);
1487                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1488                        sizeof(struct arraycache_init));
1489                 /*
1490                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1491                  */
1492                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1493
1494                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1495                     ptr;
1496                 local_irq_enable();
1497         }
1498         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1499         {
1500                 int node;
1501                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1502                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1503                           numa_node_id());
1504
1505                 for_each_online_node(node) {
1506                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1507                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1508
1509                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1510                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1511                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1512                                           node);
1513                         }
1514                 }
1515         }
1516
1517         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1518         {
1519                 struct kmem_cache *cachep;
1520                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1521                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1522                         if (enable_cpucache(cachep))
1523                                 BUG();
1524                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1525         }
1526
1527         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1528         init_lock_keys();
1529
1530
1531         /* Done! */
1532         g_cpucache_up = FULL;
1533
1534         /*
1535          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1536          * cpu_cache_get for all new cpus
1537          */
1538         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1539
1540         /*
1541          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1542          * of the kernel is not yet operational.
1543          */
1544 }
1545
1546 static int __init cpucache_init(void)
1547 {
1548         int cpu;
1549
1550         /*
1551          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1552          */
1553         for_each_online_cpu(cpu)
1554                 start_cpu_timer(cpu);
1555         return 0;
1556 }
1557 __initcall(cpucache_init);
1558
1559 /*
1560  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1561  *
1562  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1563  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1564  * would be relatively rare and ignorable.
1565  */
1566 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1567 {
1568         struct page *page;
1569         int nr_pages;
1570         int i;
1571
1572 #ifndef CONFIG_MMU
1573         /*
1574          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1575          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1576          */
1577         flags |= __GFP_COMP;
1578 #endif
1579
1580         /*
1581          * Under NUMA we want memory on the indicated node. We will handle
1582          * the needed fallback ourselves since we want to serve from our
1583          * per node object lists first for other nodes.
1584          */
1585         flags |= cachep->gfpflags | GFP_THISNODE;
1586
1587         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1588         if (!page)
1589                 return NULL;
1590
1591         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1592         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1593                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1594                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1595         else
1596                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1597                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1598         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1599                 __SetPageSlab(page + i);
1600         return page_address(page);
1601 }
1602
1603 /*
1604  * Interface to system's page release.
1605  */
1606 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1607 {
1608         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1609         struct page *page = virt_to_page(addr);
1610         const unsigned long nr_freed = i;
1611
1612         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1613                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1614                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1615         else
1616                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1617                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1618         while (i--) {
1619                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1620                 __ClearPageSlab(page);
1621                 page++;
1622         }
1623         if (current->reclaim_state)
1624                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1625         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1626 }
1627
1628 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1629 {
1630         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1631         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1632
1633         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1634         if (OFF_SLAB(cachep))
1635                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1636 }
1637
1638 #if DEBUG
1639
1640 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1641 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1642                             unsigned long caller)
1643 {
1644         int size = obj_size(cachep);
1645
1646         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1647
1648         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1649                 return;
1650
1651         *addr++ = 0x12345678;
1652         *addr++ = caller;
1653         *addr++ = smp_processor_id();
1654         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1655         {
1656                 unsigned long *sptr = &caller;
1657                 unsigned long svalue;
1658
1659                 while (!kstack_end(sptr)) {
1660                         svalue = *sptr++;
1661                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1662                                 *addr++ = svalue;
1663                                 size -= sizeof(unsigned long);
1664                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1665                                         break;
1666                         }
1667                 }
1668
1669         }
1670         *addr++ = 0x87654321;
1671 }
1672 #endif
1673
1674 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1675 {
1676         int size = obj_size(cachep);
1677         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1678
1679         memset(addr, val, size);
1680         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1681 }
1682
1683 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1684 {
1685         int i;
1686         unsigned char error = 0;
1687         int bad_count = 0;
1688
1689         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1690         for (i = 0; i < limit; i++) {
1691                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1692                         error = data[offset + i];
1693                         bad_count++;
1694                 }
1695                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1696         }
1697         printk("\n");
1698
1699         if (bad_count == 1) {
1700                 error ^= POISON_FREE;
1701                 if (!(error & (error - 1))) {
1702                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1703                                         "bad RAM.\n");
1704 #ifdef CONFIG_X86
1705                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1706                                         "test tool.\n");
1707 #else
1708                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1709 #endif
1710                 }
1711         }
1712 }
1713 #endif
1714
1715 #if DEBUG
1716
1717 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1718 {
1719         int i, size;
1720         char *realobj;
1721
1722         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1723                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1724                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1725                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1726         }
1727
1728         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1729                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1730                         *dbg_userword(cachep, objp));
1731                 print_symbol("(%s)",
1732                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1733                 printk("\n");
1734         }
1735         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1736         size = obj_size(cachep);
1737         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1738                 int limit;
1739                 limit = 16;
1740                 if (i + limit > size)
1741                         limit = size - i;
1742                 dump_line(realobj, i, limit);
1743         }
1744 }
1745
1746 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1747 {
1748         char *realobj;
1749         int size, i;
1750         int lines = 0;
1751
1752         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1753         size = obj_size(cachep);
1754
1755         for (i = 0; i < size; i++) {
1756                 char exp = POISON_FREE;
1757                 if (i == size - 1)
1758                         exp = POISON_END;
1759                 if (realobj[i] != exp) {
1760                         int limit;
1761                         /* Mismatch ! */
1762                         /* Print header */
1763                         if (lines == 0) {
1764                                 printk(KERN_ERR
1765                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1766                                         realobj, size);
1767                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1768                         }
1769                         /* Hexdump the affected line */
1770                         i = (i / 16) * 16;
1771                         limit = 16;
1772                         if (i + limit > size)
1773                                 limit = size - i;
1774                         dump_line(realobj, i, limit);
1775                         i += 16;
1776                         lines++;
1777                         /* Limit to 5 lines */
1778                         if (lines > 5)
1779                                 break;
1780                 }
1781         }
1782         if (lines != 0) {
1783                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1784                  * exist:
1785                  */
1786                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1787                 unsigned int objnr;
1788
1789                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1790                 if (objnr) {
1791                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1792                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1793                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1794                                realobj, size);
1795                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1796                 }
1797                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1798                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1799                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1800                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1801                                realobj, size);
1802                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1803                 }
1804         }
1805 }
1806 #endif
1807
1808 #if DEBUG
1809 /**
1810  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1811  * @cachep: cache pointer being destroyed
1812  * @slabp: slab pointer being destroyed
1813  *
1814  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1815  * destroyed.
1816  */
1817 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1818 {
1819         int i;
1820         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1821                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1822
1823                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1824 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1825                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1826                                         OFF_SLAB(cachep))
1827                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1828                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1829                         else
1830                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1831 #else
1832                         check_poison_obj(cachep, objp);
1833 #endif
1834                 }
1835                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1836                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1837                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1838                                            "was overwritten");
1839                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1840                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1841                                            "was overwritten");
1842                 }
1843                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1844                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1845         }
1846 }
1847 #else
1848 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1849 {
1850         if (cachep->dtor) {
1851                 int i;
1852                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1853                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1854                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1855                 }
1856         }
1857 }
1858 #endif
1859
1860 /**
1861  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1862  * @cachep: cache pointer being destroyed
1863  * @slabp: slab pointer being destroyed
1864  *
1865  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1866  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1867  * cache-lock is not held/needed.
1868  */
1869 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1870 {
1871         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1872
1873         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1874         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1875                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1876
1877                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1878                 slab_rcu->cachep = cachep;
1879                 slab_rcu->addr = addr;
1880                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1881         } else {
1882                 kmem_freepages(cachep, addr);
1883                 if (OFF_SLAB(cachep))
1884                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1885         }
1886 }
1887
1888 /*
1889  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1890  * size of kmem_list3.
1891  */
1892 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1893 {
1894         int node;
1895
1896         for_each_online_node(node) {
1897                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1898                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1899                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1900                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1901         }
1902 }
1903
1904 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1905 {
1906         int i;
1907         struct kmem_list3 *l3;
1908
1909         for_each_online_cpu(i)
1910             kfree(cachep->array[i]);
1911
1912         /* NUMA: free the list3 structures */
1913         for_each_online_node(i) {
1914                 l3 = cachep->nodelists[i];
1915                 if (l3) {
1916                         kfree(l3->shared);
1917                         free_alien_cache(l3->alien);
1918                         kfree(l3);
1919                 }
1920         }
1921         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1922 }
1923
1924
1925 /**
1926  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1927  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1928  * @size: size of objects to be created in this cache.
1929  * @align: required alignment for the objects.
1930  * @flags: slab allocation flags
1931  *
1932  * Also calculates the number of objects per slab.
1933  *
1934  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1935  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1936  * towards high-order requests, this should be changed.
1937  */
1938 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1939                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1940 {
1941         unsigned long offslab_limit;
1942         size_t left_over = 0;
1943         int gfporder;
1944
1945         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1946                 unsigned int num;
1947                 size_t remainder;
1948
1949                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1950                 if (!num)
1951                         continue;
1952
1953                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1954                         /*
1955                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1956                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1957                          * looping condition in cache_grow().
1958                          */
1959                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1960                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1961
1962                         if (num > offslab_limit)
1963                                 break;
1964                 }
1965
1966                 /* Found something acceptable - save it away */
1967                 cachep->num = num;
1968                 cachep->gfporder = gfporder;
1969                 left_over = remainder;
1970
1971                 /*
1972                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1973                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1974                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1975                  */
1976                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1977                         break;
1978
1979                 /*
1980                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1981                  * currently bad for the gfp()s.
1982                  */
1983                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1984                         break;
1985
1986                 /*
1987                  * Acceptable internal fragmentation?
1988                  */
1989                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1990                         break;
1991         }
1992         return left_over;
1993 }
1994
1995 static int setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1996 {
1997         if (g_cpucache_up == FULL)
1998                 return enable_cpucache(cachep);
1999
2000         if (g_cpucache_up == NONE) {
2001                 /*
2002                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2003                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2004                  * further caches will BUG().
2005                  */
2006                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2007
2008                 /*
2009                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2010                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2011                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2012                  */
2013                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2014                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2015                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2016                 else
2017                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2018         } else {
2019                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2020                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2021
2022                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2023                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2024                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2025                 } else {
2026                         int node;
2027                         for_each_online_node(node) {
2028                                 cachep->nodelists[node] =
2029                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2030                                                 GFP_KERNEL, node);
2031                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2032                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2033                         }
2034                 }
2035         }
2036         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2037                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2038                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2039
2040         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2041         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2042         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2043         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2044         cachep->batchcount = 1;
2045         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2046         return 0;
2047 }
2048
2049 /**
2050  * kmem_cache_create - Create a cache.
2051  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2052  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2053  * @align: The required alignment for the objects.
2054  * @flags: SLAB flags
2055  * @ctor: A constructor for the objects.
2056  * @dtor: A destructor for the objects.
2057  *
2058  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2059  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2060  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2061  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2062  *
2063  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2064  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2065  *
2066  * The flags are
2067  *
2068  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2069  * to catch references to uninitialised memory.
2070  *
2071  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2072  * for buffer overruns.
2073  *
2074  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2075  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2076  * as davem.
2077  */
2078 struct kmem_cache *
2079 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2080         unsigned long flags,
2081         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2082         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2083 {
2084         size_t left_over, slab_size, ralign;
2085         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2086
2087         /*
2088          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2089          */
2090         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2091             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
2092                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2093                                 name);
2094                 BUG();
2095         }
2096
2097         /*
2098          * Prevent CPUs from coming and going.
2099          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
2100          */
2101         lock_cpu_hotplug();
2102
2103         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2104
2105         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2106                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
2107                 char tmp;
2108                 int res;
2109
2110                 /*
2111                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2112                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2113                  * area of the module.  Print a warning.
2114                  */
2115                 set_fs(KERNEL_DS);
2116                 res = __get_user(tmp, pc->name);
2117                 set_fs(old_fs);
2118                 if (res) {
2119                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2120                                pc->buffer_size);
2121                         continue;
2122                 }
2123
2124                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2125                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2126                         dump_stack();
2127                         goto oops;
2128                 }
2129         }
2130
2131 #if DEBUG
2132         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2133         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
2134                 /* No constructor, but inital state check requested */
2135                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
2136                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
2137                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
2138         }
2139 #if FORCED_DEBUG
2140         /*
2141          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2142          * large objects, if the increased size would increase the object size
2143          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2144          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2145          */
2146         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2147                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2148         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2149                 flags |= SLAB_POISON;
2150 #endif
2151         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2152                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2153 #endif
2154         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2155                 BUG_ON(dtor);
2156
2157         /*
2158          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2159          * isn't available.
2160          */
2161         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2162
2163         /*
2164          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2165          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2166          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2167          */
2168         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2169                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2170                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2171         }
2172
2173         /* calculate the final buffer alignment: */
2174
2175         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2176         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2177                 /*
2178                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2179                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2180                  * one cacheline.
2181                  */
2182                 ralign = cache_line_size();
2183                 while (size <= ralign / 2)
2184                         ralign /= 2;
2185         } else {
2186                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2187         }
2188
2189         /*
2190          * Redzoning and user store require word alignment. Note this will be
2191          * overridden by architecture or caller mandated alignment if either
2192          * is greater than BYTES_PER_WORD.
2193          */
2194         if (flags & SLAB_RED_ZONE || flags & SLAB_STORE_USER)
2195                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2196
2197         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
2198         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2199                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2200                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2201                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2202         }
2203         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
2204         if (ralign < align) {
2205                 ralign = align;
2206                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2207                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2208         }
2209         /*
2210          * 4) Store it.
2211          */
2212         align = ralign;
2213
2214         /* Get cache's description obj. */
2215         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
2216         if (!cachep)
2217                 goto oops;
2218
2219 #if DEBUG
2220         cachep->obj_size = size;
2221
2222         /*
2223          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2224          * into align above.
2225          */
2226         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2227                 /* add space for red zone words */
2228                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2229                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2230         }
2231         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2232                 /* user store requires one word storage behind the end of
2233                  * the real object.
2234                  */
2235                 size += BYTES_PER_WORD;
2236         }
2237 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2238         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2239             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2240                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2241                 size = PAGE_SIZE;
2242         }
2243 #endif
2244 #endif
2245
2246         /*
2247          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2248          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2249          * it too early on.)
2250          */
2251         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2252                 /*
2253                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2254                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2255                  */
2256                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2257
2258         size = ALIGN(size, align);
2259
2260         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2261
2262         if (!cachep->num) {
2263                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2264                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2265                 cachep = NULL;
2266                 goto oops;
2267         }
2268         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2269                           + sizeof(struct slab), align);
2270
2271         /*
2272          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2273          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2274          */
2275         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2276                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2277                 left_over -= slab_size;
2278         }
2279
2280         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2281                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2282                 slab_size =
2283                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2284         }
2285
2286         cachep->colour_off = cache_line_size();
2287         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2288         if (cachep->colour_off < align)
2289                 cachep->colour_off = align;
2290         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2291         cachep->slab_size = slab_size;
2292         cachep->flags = flags;
2293         cachep->gfpflags = 0;
2294         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2295                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2296         cachep->buffer_size = size;
2297
2298         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2299                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2300                 /*
2301                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2302                  * But since we go off slab only for object size greater than
2303                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2304                  * this should not happen at all.
2305                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2306                  */
2307                 BUG_ON(!cachep->slabp_cache);
2308         }
2309         cachep->ctor = ctor;
2310         cachep->dtor = dtor;
2311         cachep->name = name;
2312
2313         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2314                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2315                 cachep = NULL;
2316                 goto oops;
2317         }
2318
2319         /* cache setup completed, link it into the list */
2320         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2321 oops:
2322         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2323                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2324                       name);
2325         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2326         unlock_cpu_hotplug();
2327         return cachep;
2328 }
2329 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2330
2331 #if DEBUG
2332 static void check_irq_off(void)
2333 {
2334         BUG_ON(!irqs_disabled());
2335 }
2336
2337 static void check_irq_on(void)
2338 {
2339         BUG_ON(irqs_disabled());
2340 }
2341
2342 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2343 {
2344 #ifdef CONFIG_SMP
2345         check_irq_off();
2346         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2347 #endif
2348 }
2349
2350 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2351 {
2352 #ifdef CONFIG_SMP
2353         check_irq_off();
2354         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2355 #endif
2356 }
2357
2358 #else
2359 #define check_irq_off() do { } while(0)
2360 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2361 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2362 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2363 #endif
2364
2365 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2366                         struct array_cache *ac,
2367                         int force, int node);
2368
2369 static void do_drain(void *arg)
2370 {
2371         struct kmem_cache *cachep = arg;
2372         struct array_cache *ac;
2373         int node = numa_node_id();
2374
2375         check_irq_off();
2376         ac = cpu_cache_get(cachep);
2377         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2378         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2379         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2380         ac->avail = 0;
2381 }
2382
2383 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2384 {
2385         struct kmem_list3 *l3;
2386         int node;
2387
2388         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2389         check_irq_on();
2390         for_each_online_node(node) {
2391                 l3 = cachep->nodelists[node];
2392                 if (l3 && l3->alien)
2393                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2394         }
2395
2396         for_each_online_node(node) {
2397                 l3 = cachep->nodelists[node];
2398                 if (l3)
2399                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2400         }
2401 }
2402
2403 /*
2404  * Remove slabs from the list of free slabs.
2405  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2406  *
2407  * Returns the actual number of slabs released.
2408  */
2409 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2410                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2411 {
2412         struct list_head *p;
2413         int nr_freed;
2414         struct slab *slabp;
2415
2416         nr_freed = 0;
2417         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2418
2419                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2420                 p = l3->slabs_free.prev;
2421                 if (p == &l3->slabs_free) {
2422                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2423                         goto out;
2424                 }
2425
2426                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2427 #if DEBUG
2428                 BUG_ON(slabp->inuse);
2429 #endif
2430                 list_del(&slabp->list);
2431                 /*
2432                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2433                  * to the cache.
2434                  */
2435                 l3->free_objects -= cache->num;
2436                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2437                 slab_destroy(cache, slabp);
2438                 nr_freed++;
2439         }
2440 out:
2441         return nr_freed;
2442 }
2443
2444 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2445 {
2446         int ret = 0, i = 0;
2447         struct kmem_list3 *l3;
2448
2449         drain_cpu_caches(cachep);
2450
2451         check_irq_on();
2452         for_each_online_node(i) {
2453                 l3 = cachep->nodelists[i];
2454                 if (!l3)
2455                         continue;
2456
2457                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2458
2459                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2460                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2461         }
2462         return (ret ? 1 : 0);
2463 }
2464
2465 /**
2466  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2467  * @cachep: The cache to shrink.
2468  *
2469  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2470  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2471  */
2472 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2473 {
2474         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2475
2476         return __cache_shrink(cachep);
2477 }
2478 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2479
2480 /**
2481  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2482  * @cachep: the cache to destroy
2483  *
2484  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2485  *
2486  * It is expected this function will be called by a module when it is
2487  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2488  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2489  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2490  *
2491  * The cache must be empty before calling this function.
2492  *
2493  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2494  * during the kmem_cache_destroy().
2495  */
2496 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2497 {
2498         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2499
2500         /* Don't let CPUs to come and go */
2501         lock_cpu_hotplug();
2502
2503         /* Find the cache in the chain of caches. */
2504         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2505         /*
2506          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2507          */
2508         list_del(&cachep->next);
2509         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2510
2511         if (__cache_shrink(cachep)) {
2512                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2513                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2514                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2515                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2516                 unlock_cpu_hotplug();
2517                 return;
2518         }
2519
2520         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2521                 synchronize_rcu();
2522
2523         __kmem_cache_destroy(cachep);
2524         unlock_cpu_hotplug();
2525 }
2526 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2527
2528 /*
2529  * Get the memory for a slab management obj.
2530  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2531  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2532  * come from the same cache which is getting created because,
2533  * when we are searching for an appropriate cache for these
2534  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2535  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2536  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2537  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2538  */
2539 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2540                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2541                                    int nodeid)
2542 {
2543         struct slab *slabp;
2544
2545         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2546                 /* Slab management obj is off-slab. */
2547                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2548                                               local_flags, nodeid);
2549                 if (!slabp)
2550                         return NULL;
2551         } else {
2552                 slabp = objp + colour_off;
2553                 colour_off += cachep->slab_size;
2554         }
2555         slabp->inuse = 0;
2556         slabp->colouroff = colour_off;
2557         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2558         slabp->nodeid = nodeid;
2559         return slabp;
2560 }
2561
2562 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2563 {
2564         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2565 }
2566
2567 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2568                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2569 {
2570         int i;
2571
2572         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2573                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2574 #if DEBUG
2575                 /* need to poison the objs? */
2576                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2577                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2578                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2579                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2580
2581                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2582                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2583                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2584                 }
2585                 /*
2586                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2587                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2588                  * They must also be threaded.
2589                  */
2590                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2591                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2592                                      ctor_flags);
2593
2594                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2595                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2596                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2597                                            " end of an object");
2598                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2599                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2600                                            " start of an object");
2601                 }
2602                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2603                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2604                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2605                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2606 #else
2607                 if (cachep->ctor)
2608                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2609 #endif
2610                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2611         }
2612         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2613         slabp->free = 0;
2614 }
2615
2616 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2617 {
2618         if (flags & SLAB_DMA)
2619                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2620         else
2621                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2622 }
2623
2624 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2625                                 int nodeid)
2626 {
2627         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2628         kmem_bufctl_t next;
2629
2630         slabp->inuse++;
2631         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2632 #if DEBUG
2633         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2634         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2635 #endif
2636         slabp->free = next;
2637
2638         return objp;
2639 }
2640
2641 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2642                                 void *objp, int nodeid)
2643 {
2644         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2645
2646 #if DEBUG
2647         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2648         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2649
2650         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2651                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2652                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2653                 BUG();
2654         }
2655 #endif
2656         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2657         slabp->free = objnr;
2658         slabp->inuse--;
2659 }
2660
2661 /*
2662  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2663  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2664  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2665  */
2666 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2667                            void *addr)
2668 {
2669         int nr_pages;
2670         struct page *page;
2671
2672         page = virt_to_page(addr);
2673
2674         nr_pages = 1;
2675         if (likely(!PageCompound(page)))
2676                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2677
2678         do {
2679                 page_set_cache(page, cache);
2680                 page_set_slab(page, slab);
2681                 page++;
2682         } while (--nr_pages);
2683 }
2684
2685 /*
2686  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2687  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2688  */
2689 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2690 {
2691         struct slab *slabp;
2692         void *objp;
2693         size_t offset;
2694         gfp_t local_flags;
2695         unsigned long ctor_flags;
2696         struct kmem_list3 *l3;
2697
2698         /*
2699          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2700          * critical path in kmem_cache_alloc().
2701          */
2702         BUG_ON(flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW));
2703         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2704                 return 0;
2705
2706         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2707         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2708         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2709                 /*
2710                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2711                  * this - it might need to know...
2712                  */
2713                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2714
2715         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2716         check_irq_off();
2717         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2718         spin_lock(&l3->list_lock);
2719
2720         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2721         offset = l3->colour_next;
2722         l3->colour_next++;
2723         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2724                 l3->colour_next = 0;
2725         spin_unlock(&l3->list_lock);
2726
2727         offset *= cachep->colour_off;
2728
2729         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2730                 local_irq_enable();
2731
2732         /*
2733          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2734          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2735          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2736          * will eventually be caught here (where it matters).
2737          */
2738         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2739
2740         /*
2741          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2742          * 'nodeid'.
2743          */
2744         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2745         if (!objp)
2746                 goto failed;
2747
2748         /* Get slab management. */
2749         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags, nodeid);
2750         if (!slabp)
2751                 goto opps1;
2752
2753         slabp->nodeid = nodeid;
2754         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2755
2756         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2757
2758         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2759                 local_irq_disable();
2760         check_irq_off();
2761         spin_lock(&l3->list_lock);
2762
2763         /* Make slab active. */
2764         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2765         STATS_INC_GROWN(cachep);
2766         l3->free_objects += cachep->num;
2767         spin_unlock(&l3->list_lock);
2768         return 1;
2769 opps1:
2770         kmem_freepages(cachep, objp);
2771 failed:
2772         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2773                 local_irq_disable();
2774         return 0;
2775 }
2776
2777 #if DEBUG
2778
2779 /*
2780  * Perform extra freeing checks:
2781  * - detect bad pointers.
2782  * - POISON/RED_ZONE checking
2783  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2784  */
2785 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2786 {
2787         struct page *page;
2788
2789         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2790                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2791                        (unsigned long)objp);
2792                 BUG();
2793         }
2794         page = virt_to_page(objp);
2795         if (!PageSlab(page)) {
2796                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2797                        (unsigned long)objp);
2798                 BUG();
2799         }
2800 }
2801
2802 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2803 {
2804         unsigned long redzone1, redzone2;
2805
2806         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2807         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2808
2809         /*
2810          * Redzone is ok.
2811          */
2812         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2813                 return;
2814
2815         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2816                 slab_error(cache, "double free detected");
2817         else
2818                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2819
2820         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2821                         obj, redzone1, redzone2);
2822 }
2823
2824 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2825                                    void *caller)
2826 {
2827         struct page *page;
2828         unsigned int objnr;
2829         struct slab *slabp;
2830
2831         objp -= obj_offset(cachep);
2832         kfree_debugcheck(objp);
2833         page = virt_to_page(objp);
2834
2835         slabp = page_get_slab(page);
2836
2837         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2838                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2839                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2840                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2841         }
2842         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2843                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2844
2845         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2846
2847         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2848         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2849
2850         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2851                 /*
2852                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2853                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2854                  * the cache-lock held.
2855                  */
2856                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2857                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2858         }
2859         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2860                 /* we want to cache poison the object,
2861                  * call the destruction callback
2862                  */
2863                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2864         }
2865 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2866         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2867 #endif
2868         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2869 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2870                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2871                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2872                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2873                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2874                 } else {
2875                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2876                 }
2877 #else
2878                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2879 #endif
2880         }
2881         return objp;
2882 }
2883
2884 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2885 {
2886         kmem_bufctl_t i;
2887         int entries = 0;
2888
2889         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2890         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2891                 entries++;
2892                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2893                         goto bad;
2894         }
2895         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2896 bad:
2897                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2898                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2899                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2900                 for (i = 0;
2901                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2902                      i++) {
2903                         if (i % 16 == 0)
2904                                 printk("\n%03x:", i);
2905                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2906                 }
2907                 printk("\n");
2908                 BUG();
2909         }
2910 }
2911 #else
2912 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2913 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2914 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2915 #endif
2916
2917 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2918 {
2919         int batchcount;
2920         struct kmem_list3 *l3;
2921         struct array_cache *ac;
2922
2923         check_irq_off();
2924         ac = cpu_cache_get(cachep);
2925 retry:
2926         batchcount = ac->batchcount;
2927         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2928                 /*
2929                  * If there was little recent activity on this cache, then
2930                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2931                  * refill bouncing.
2932                  */
2933                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2934         }
2935         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2936
2937         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2938         spin_lock(&l3->list_lock);
2939
2940         /* See if we can refill from the shared array */
2941         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2942                 goto alloc_done;
2943
2944         while (batchcount > 0) {
2945                 struct list_head *entry;
2946                 struct slab *slabp;
2947                 /* Get slab alloc is to come from. */
2948                 entry = l3->slabs_partial.next;
2949                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2950                         l3->free_touched = 1;
2951                         entry = l3->slabs_free.next;
2952                         if (entry == &l3->slabs_free)
2953                                 goto must_grow;
2954                 }
2955
2956                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2957                 check_slabp(cachep, slabp);
2958                 check_spinlock_acquired(cachep);
2959                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2960                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2961                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2962                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2963
2964                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2965                                                             numa_node_id());
2966                 }
2967                 check_slabp(cachep, slabp);
2968
2969                 /* move slabp to correct slabp list: */
2970                 list_del(&slabp->list);
2971                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2972                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2973                 else
2974                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2975         }
2976
2977 must_grow:
2978         l3->free_objects -= ac->avail;
2979 alloc_done:
2980         spin_unlock(&l3->list_lock);
2981
2982         if (unlikely(!ac->avail)) {
2983                 int x;
2984                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2985
2986                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2987                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2988                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2989                         return NULL;
2990
2991                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2992                         goto retry;
2993         }
2994         ac->touched = 1;
2995         return ac->entry[--ac->avail];
2996 }
2997
2998 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2999                                                 gfp_t flags)
3000 {
3001         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3002 #if DEBUG
3003         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3004 #endif
3005 }
3006
3007 #if DEBUG
3008 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3009                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3010 {
3011         if (!objp)
3012                 return objp;
3013         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3014 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3015                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3016                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3017                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3018                 else
3019                         check_poison_obj(cachep, objp);
3020 #else
3021                 check_poison_obj(cachep, objp);
3022 #endif
3023                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3024         }
3025         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3026                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3027
3028         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3029                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3030                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3031                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3032                                                 " object was overwritten");
3033                         printk(KERN_ERR
3034                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
3035                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3036                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3037                 }
3038                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3039                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3040         }
3041 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3042         {
3043                 struct slab *slabp;
3044                 unsigned objnr;
3045
3046                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
3047                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3048                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3049         }
3050 #endif
3051         objp += obj_offset(cachep);
3052         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
3053                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
3054
3055                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
3056                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
3057
3058                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
3059         }
3060         return objp;
3061 }
3062 #else
3063 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3064 #endif
3065
3066 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3067 {
3068         void *objp;
3069         struct array_cache *ac;
3070
3071         check_irq_off();
3072         ac = cpu_cache_get(cachep);
3073         if (likely(ac->avail)) {
3074                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3075                 ac->touched = 1;
3076                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3077         } else {
3078                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3079                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3080         }
3081         return objp;
3082 }
3083
3084 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
3085                                                 gfp_t flags, void *caller)
3086 {
3087         unsigned long save_flags;
3088         void *objp = NULL;
3089
3090         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3091
3092         local_irq_save(save_flags);
3093
3094         if (unlikely(NUMA_BUILD &&
3095                         current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY)))
3096                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
3097
3098         if (!objp)
3099                 objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
3100         /*
3101          * We may just have run out of memory on the local node.
3102          * __cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3103          */
3104         if (NUMA_BUILD && !objp)
3105                 objp = __cache_alloc_node(cachep, flags, numa_node_id());
3106         local_irq_restore(save_flags);
3107         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
3108                                             caller);
3109         prefetchw(objp);
3110         return objp;
3111 }
3112
3113 #ifdef CONFIG_NUMA
3114 /*
3115  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3116  *
3117  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3118  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3119  */
3120 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3121 {
3122         int nid_alloc, nid_here;
3123
3124         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3125                 return NULL;
3126         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3127         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3128                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3129         else if (current->mempolicy)
3130                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3131         if (nid_alloc != nid_here)
3132                 return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3133         return NULL;
3134 }
3135
3136 /*
3137  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3138  * certain node and we are allowed to fall back. We mimick the behavior of
3139  * the page allocator. We fall back according to a zonelist determined by
3140  * the policy layer while obeying cpuset constraints.
3141  */
3142 void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3143 {
3144         struct zonelist *zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3145                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
3146         struct zone **z;
3147         void *obj = NULL;
3148
3149         for (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++)
3150                 if (zone_idx(*z) <= ZONE_NORMAL &&
3151                                 cpuset_zone_allowed(*z, flags))
3152                         obj = __cache_alloc_node(cache,
3153                                         flags | __GFP_THISNODE,
3154                                         zone_to_nid(*z));
3155         return obj;
3156 }
3157
3158 /*
3159  * A interface to enable slab creation on nodeid
3160  */
3161 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3162                                 int nodeid)
3163 {
3164         struct list_head *entry;
3165         struct slab *slabp;
3166         struct kmem_list3 *l3;
3167         void *obj;
3168         int x;
3169
3170         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3171         BUG_ON(!l3);
3172
3173 retry:
3174         check_irq_off();
3175         spin_lock(&l3->list_lock);
3176         entry = l3->slabs_partial.next;
3177         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3178                 l3->free_touched = 1;
3179                 entry = l3->slabs_free.next;
3180                 if (entry == &l3->slabs_free)
3181                         goto must_grow;
3182         }
3183
3184         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3185         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3186         check_slabp(cachep, slabp);
3187
3188         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3189         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3190         STATS_SET_HIGH(cachep);
3191
3192         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3193
3194         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3195         check_slabp(cachep, slabp);
3196         l3->free_objects--;
3197         /* move slabp to correct slabp list: */
3198         list_del(&slabp->list);
3199
3200         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3201                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3202         else
3203                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3204
3205         spin_unlock(&l3->list_lock);
3206         goto done;
3207
3208 must_grow:
3209         spin_unlock(&l3->list_lock);
3210         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
3211         if (x)
3212                 goto retry;
3213
3214         if (!(flags & __GFP_THISNODE))
3215                 /* Unable to grow the cache. Fall back to other nodes. */
3216                 return fallback_alloc(cachep, flags);
3217
3218         return NULL;
3219
3220 done:
3221         return obj;
3222 }
3223 #endif
3224
3225 /*
3226  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3227  */
3228 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3229                        int node)
3230 {
3231         int i;
3232         struct kmem_list3 *l3;
3233
3234         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3235                 void *objp = objpp[i];
3236                 struct slab *slabp;
3237
3238                 slabp = virt_to_slab(objp);
3239                 l3 = cachep->nodelists[node];
3240                 list_del(&slabp->list);
3241                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3242                 check_slabp(cachep, slabp);
3243                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3244                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3245                 l3->free_objects++;
3246                 check_slabp(cachep, slabp);
3247
3248                 /* fixup slab chains */
3249                 if (slabp->inuse == 0) {
3250                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3251                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3252                                 /* No need to drop any previously held
3253                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3254                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3255                                  * a different cache, refer to comments before
3256                                  * alloc_slabmgmt.
3257                                  */
3258                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3259                         } else {
3260                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3261                         }
3262                 } else {
3263                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3264                          * partial list on free - maximum time for the
3265                          * other objects to be freed, too.
3266                          */
3267                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3268                 }
3269         }
3270 }
3271
3272 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3273 {
3274         int batchcount;
3275         struct kmem_list3 *l3;
3276         int node = numa_node_id();
3277
3278         batchcount = ac->batchcount;
3279 #if DEBUG
3280         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3281 #endif
3282         check_irq_off();
3283         l3 = cachep->nodelists[node];
3284         spin_lock(&l3->list_lock);
3285         if (l3->shared) {
3286                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3287                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3288                 if (max) {
3289                         if (batchcount > max)
3290                                 batchcount = max;
3291                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3292                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3293                         shared_array->avail += batchcount;
3294                         goto free_done;
3295                 }
3296         }
3297
3298         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3299 free_done:
3300 #if STATS
3301         {
3302                 int i = 0;
3303                 struct list_head *p;
3304
3305                 p = l3->slabs_free.next;
3306                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3307                         struct slab *slabp;
3308
3309                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3310                         BUG_ON(slabp->inuse);
3311
3312                         i++;
3313                         p = p->next;
3314                 }
3315                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3316         }
3317 #endif
3318         spin_unlock(&l3->list_lock);
3319         ac->avail -= batchcount;
3320         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3321 }
3322
3323 /*
3324  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3325  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3326  */
3327 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3328 {
3329         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3330
3331         check_irq_off();
3332         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3333
3334         if (cache_free_alien(cachep, objp))
3335                 return;
3336
3337         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3338                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3339                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3340                 return;
3341         } else {
3342                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3343                 cache_flusharray(cachep, ac);
3344                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3345         }
3346 }
3347
3348 /**
3349  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3350  * @cachep: The cache to allocate from.
3351  * @flags: See kmalloc().
3352  *
3353  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3354  * if the cache has no available objects.
3355  */
3356 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3357 {
3358         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3359 }
3360 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3361
3362 /**
3363  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3364  * @cache: The cache to allocate from.
3365  * @flags: See kmalloc().
3366  *
3367  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3368  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3369  */
3370 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3371 {
3372         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3373         if (ret)
3374                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3375         return ret;
3376 }
3377 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3378
3379 /**
3380  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3381  *      be a slab entry.
3382  * @cachep: the cache we're checking against
3383  * @ptr: pointer to validate
3384  *
3385  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3386  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3387  * part of the slab cache in question, but it at least
3388  * validates that the pointer can be dereferenced and
3389  * looks half-way sane.
3390  *
3391  * Currently only used for dentry validation.
3392  */
3393 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3394 {
3395         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3396         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3397         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3398         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3399         struct page *page;
3400
3401         if (unlikely(addr < min_addr))
3402                 goto out;
3403         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3404                 goto out;
3405         if (unlikely(addr & align_mask))
3406                 goto out;
3407         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3408                 goto out;
3409         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3410                 goto out;
3411         page = virt_to_page(ptr);
3412         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3413                 goto out;
3414         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3415                 goto out;
3416         return 1;
3417 out:
3418         return 0;
3419 }
3420
3421 #ifdef CONFIG_NUMA
3422 /**
3423  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3424  * @cachep: The cache to allocate from.
3425  * @flags: See kmalloc().
3426  * @nodeid: node number of the target node.
3427  *
3428  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3429  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3430  * can improve the performance for cpu bound structures.
3431  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3432  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3433  */
3434 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3435 {
3436         unsigned long save_flags;
3437         void *ptr;
3438
3439         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3440         local_irq_save(save_flags);
3441
3442         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3443                         !cachep->nodelists[nodeid])
3444                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3445         else
3446                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3447         local_irq_restore(save_flags);
3448
3449         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3450                                            __builtin_return_address(0));
3451
3452         return ptr;
3453 }
3454 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3455
3456 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3457 {
3458         struct kmem_cache *cachep;
3459
3460         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3461         if (unlikely(cachep == NULL))
3462                 return NULL;
3463         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3464 }
3465 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3466 #endif
3467
3468 /**
3469  * __do_kmalloc - allocate memory
3470  * @size: how many bytes of memory are required.
3471  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3472  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3473  */
3474 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3475                                           void *caller)
3476 {
3477         struct kmem_cache *cachep;
3478
3479         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3480          * __ with kmem_.
3481          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3482          * functions.
3483          */
3484         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3485         if (unlikely(cachep == NULL))
3486                 return NULL;
3487         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3488 }
3489
3490
3491 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3492 {
3493 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3494         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3495 #else
3496         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3497 #endif
3498 }
3499 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3500
3501 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3502 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3503 {
3504         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3505 }
3506 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3507 #endif
3508
3509 /**
3510  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3511  * @cachep: The cache the allocation was from.
3512  * @objp: The previously allocated object.
3513  *
3514  * Free an object which was previously allocated from this
3515  * cache.
3516  */
3517 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3518 {
3519         unsigned long flags;
3520
3521         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3522
3523         local_irq_save(flags);
3524         __cache_free(cachep, objp);
3525         local_irq_restore(flags);
3526 }
3527 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3528
3529 /**
3530  * kfree - free previously allocated memory
3531  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3532  *
3533  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3534  *
3535  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3536  * or you will run into trouble.
3537  */
3538 void kfree(const void *objp)
3539 {
3540         struct kmem_cache *c;
3541         unsigned long flags;
3542
3543         if (unlikely(!objp))
3544                 return;
3545         local_irq_save(flags);
3546         kfree_debugcheck(objp);
3547         c = virt_to_cache(objp);
3548         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3549         __cache_free(c, (void *)objp);
3550         local_irq_restore(flags);
3551 }
3552 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3553
3554 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3555 {
3556         return obj_size(cachep);
3557 }
3558 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3559
3560 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3561 {
3562         return cachep->name;
3563 }
3564 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3565
3566 /*
3567  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3568  */
3569 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3570 {
3571         int node;
3572         struct kmem_list3 *l3;
3573         struct array_cache *new_shared;
3574         struct array_cache **new_alien;
3575
3576         for_each_online_node(node) {
3577
3578                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3579                 if (!new_alien)
3580                         goto fail;
3581
3582                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3583                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3584                                         0xbaadf00d);
3585                 if (!new_shared) {
3586                         free_alien_cache(new_alien);
3587                         goto fail;
3588                 }
3589
3590                 l3 = cachep->nodelists[node];
3591                 if (l3) {
3592                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3593
3594                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3595
3596                         if (shared)
3597                                 free_block(cachep, shared->entry,
3598                                                 shared->avail, node);
3599
3600                         l3->shared = new_shared;
3601                         if (!l3->alien) {
3602                                 l3->alien = new_alien;
3603                                 new_alien = NULL;
3604                         }
3605                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3606                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3607                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3608                         kfree(shared);
3609                         free_alien_cache(new_alien);
3610                         continue;
3611                 }
3612                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3613                 if (!l3) {
3614                         free_alien_cache(new_alien);
3615                         kfree(new_shared);
3616                         goto fail;
3617                 }
3618
3619                 kmem_list3_init(l3);
3620                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3621                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3622                 l3->shared = new_shared;
3623                 l3->alien = new_alien;
3624                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3625                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3626                 cachep->nodelists[node] = l3;
3627         }
3628         return 0;
3629
3630 fail:
3631         if (!cachep->next.next) {
3632                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3633                 node--;
3634                 while (node >= 0) {
3635                         if (cachep->nodelists[node]) {
3636                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3637
3638                                 kfree(l3->shared);
3639                                 free_alien_cache(l3->alien);
3640                                 kfree(l3);
3641                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3642                         }
3643                         node--;
3644                 }
3645         }
3646         return -ENOMEM;
3647 }
3648
3649 struct ccupdate_struct {
3650         struct kmem_cache *cachep;
3651         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3652 };
3653
3654 static void do_ccupdate_local(void *info)
3655 {
3656         struct ccupdate_struct *new = info;
3657         struct array_cache *old;
3658
3659         check_irq_off();
3660         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3661
3662         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3663         new->new[smp_processor_id()] = old;
3664 }
3665
3666 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3667 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3668                                 int batchcount, int shared)
3669 {
3670         struct ccupdate_struct *new;
3671         int i;
3672
3673         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3674         if (!new)
3675                 return -ENOMEM;
3676
3677         for_each_online_cpu(i) {
3678                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3679                                                 batchcount);
3680                 if (!new->new[i]) {
3681                         for (i--; i >= 0; i--)
3682                                 kfree(new->new[i]);
3683                         kfree(new);
3684                         return -ENOMEM;
3685                 }
3686         }
3687         new->cachep = cachep;
3688
3689         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3690
3691         check_irq_on();
3692         cachep->batchcount = batchcount;
3693         cachep->limit = limit;
3694         cachep->shared = shared;
3695
3696         for_each_online_cpu(i) {
3697                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3698                 if (!ccold)
3699                         continue;
3700                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3701                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3702                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3703                 kfree(ccold);
3704         }
3705         kfree(new);
3706         return alloc_kmemlist(cachep);
3707 }
3708
3709 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3710 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3711 {
3712         int err;
3713         int limit, shared;
3714
3715         /*
3716          * The head array serves three purposes:
3717          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3718          * - reduce the number of spinlock operations.
3719          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3720          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3721          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3722          * Bonwick.
3723          */
3724         if (cachep->buffer_size > 131072)
3725                 limit = 1;
3726         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3727                 limit = 8;
3728         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3729                 limit = 24;
3730         else if (cachep->buffer_size > 256)
3731                 limit = 54;
3732         else
3733                 limit = 120;
3734
3735         /*
3736          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3737          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3738          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3739          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3740          * replaces Bonwick's magazine layer.
3741          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3742          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3743          */
3744         shared = 0;
3745 #ifdef CONFIG_SMP
3746         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3747                 shared = 8;
3748 #endif
3749
3750 #if DEBUG
3751         /*
3752          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3753          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3754          */
3755         if (limit > 32)
3756                 limit = 32;
3757 #endif
3758         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3759         if (err)
3760                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3761                        cachep->name, -err);
3762         return err;
3763 }
3764
3765 /*
3766  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3767  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3768  * if drain_array() is used on the shared array.
3769  */
3770 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3771                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3772 {
3773         int tofree;
3774
3775         if (!ac || !ac->avail)
3776                 return;
3777         if (ac->touched && !force) {
3778                 ac->touched = 0;
3779         } else {
3780                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3781                 if (ac->avail) {
3782                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3783                         if (tofree > ac->avail)
3784                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3785                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3786                         ac->avail -= tofree;
3787                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3788                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3789                 }
3790                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3791         }
3792 }
3793
3794 /**
3795  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3796  * @unused: unused parameter
3797  *
3798  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3799  * Purpose:
3800  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3801  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3802  *
3803  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3804  * again on the next iteration.
3805  */
3806 static void cache_reap(void *unused)
3807 {
3808         struct kmem_cache *searchp;
3809         struct kmem_list3 *l3;
3810         int node = numa_node_id();
3811
3812         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3813                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3814                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3815                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3816                 return;
3817         }
3818
3819         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
3820                 check_irq_on();
3821
3822                 /*
3823                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3824                  * have established with reasonable certainty that
3825                  * we can do some work if the lock was obtained.
3826                  */
3827                 l3 = searchp->nodelists[node];
3828
3829                 reap_alien(searchp, l3);
3830
3831                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3832
3833                 /*
3834                  * These are racy checks but it does not matter
3835                  * if we skip one check or scan twice.
3836                  */
3837                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3838                         goto next;
3839
3840                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3841
3842                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3843
3844                 if (l3->free_touched)
3845                         l3->free_touched = 0;
3846                 else {
3847                         int freed;
3848
3849                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
3850                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3851                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3852                 }
3853 next:
3854                 cond_resched();
3855         }
3856         check_irq_on();
3857         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3858         next_reap_node();
3859         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
3860         /* Set up the next iteration */
3861         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3862 }
3863
3864 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3865
3866 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3867 {
3868         /*
3869          * Output format version, so at least we can change it
3870          * without _too_ many complaints.
3871          */
3872 #if STATS
3873         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3874 #else
3875         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3876 #endif
3877         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3878                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3879         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3880         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3881 #if STATS
3882         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3883                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
3884         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3885 #endif
3886         seq_putc(m, '\n');
3887 }
3888
3889 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3890 {
3891         loff_t n = *pos;
3892         struct list_head *p;
3893
3894         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3895         if (!n)
3896                 print_slabinfo_header(m);
3897         p = cache_chain.next;
3898         while (n--) {
3899                 p = p->next;
3900                 if (p == &cache_chain)
3901                         return NULL;
3902         }
3903         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3904 }
3905
3906 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3907 {
3908         struct kmem_cache *cachep = p;
3909         ++*pos;
3910         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3911                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3912 }
3913
3914 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3915 {
3916         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3917 }
3918
3919 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3920 {
3921         struct kmem_cache *cachep = p;
3922         struct slab *slabp;
3923         unsigned long active_objs;
3924         unsigned long num_objs;
3925         unsigned long active_slabs = 0;
3926         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3927         const char *name;
3928         char *error = NULL;
3929         int node;
3930         struct kmem_list3 *l3;
3931
3932         active_objs = 0;
3933         num_slabs = 0;
3934         for_each_online_node(node) {
3935                 l3 = cachep->nodelists[node];
3936                 if (!l3)
3937                         continue;
3938
3939                 check_irq_on();
3940                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3941
3942                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
3943                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3944                                 error = "slabs_full accounting error";
3945                         active_objs += cachep->num;
3946                         active_slabs++;
3947                 }
3948                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
3949                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3950                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3951                         if (!slabp->inuse && !error)
3952                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3953                         active_objs += slabp->inuse;
3954                         active_slabs++;
3955                 }
3956                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
3957                         if (slabp->inuse && !error)
3958                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3959                         num_slabs++;
3960                 }
3961                 free_objects += l3->free_objects;
3962                 if (l3->shared)
3963                         shared_avail += l3->shared->avail;
3964
3965                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3966         }
3967         num_slabs += active_slabs;
3968         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3969         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3970                 error = "free_objects accounting error";
3971
3972         name = cachep->name;
3973         if (error)
3974                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3975
3976         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3977                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3978                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3979         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3980                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3981         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3982                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3983 #if STATS
3984         {                       /* list3 stats */
3985                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3986                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3987                 unsigned long grown = cachep->grown;
3988                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3989                 unsigned long errors = cachep->errors;
3990                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3991                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3992                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3993                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
3994
3995                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3996                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
3997                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
3998                                 node_frees, overflows);
3999         }
4000         /* cpu stats */
4001         {
4002                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4003                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4004                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4005                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4006
4007                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4008                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4009         }
4010 #endif
4011         seq_putc(m, '\n');
4012         return 0;
4013 }
4014
4015 /*
4016  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4017  *
4018  * Output layout:
4019  * cache-name
4020  * num-active-objs
4021  * total-objs
4022  * object size
4023  * num-active-slabs
4024  * total-slabs
4025  * num-pages-per-slab
4026  * + further values on SMP and with statistics enabled
4027  */
4028
4029 struct seq_operations slabinfo_op = {
4030         .start = s_start,
4031         .next = s_next,
4032         .stop = s_stop,
4033         .show = s_show,
4034 };
4035
4036 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4037 /**
4038  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4039  * @file: unused
4040  * @buffer: user buffer
4041  * @count: data length
4042  * @ppos: unused
4043  */
4044 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4045                        size_t count, loff_t *ppos)
4046 {
4047         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4048         int limit, batchcount, shared, res;
4049         struct kmem_cache *cachep;
4050
4051         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4052                 return -EINVAL;
4053         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4054                 return -EFAULT;
4055         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4056
4057         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4058         if (!tmp)
4059                 return -EINVAL;
4060         *tmp = '\0';
4061         tmp++;
4062         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4063                 return -EINVAL;
4064
4065         /* Find the cache in the chain of caches. */
4066         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4067         res = -EINVAL;
4068         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4069                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4070                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4071                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4072                                 res = 0;
4073                         } else {
4074                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4075                                                        batchcount, shared);
4076                         }
4077                         break;
4078                 }
4079         }
4080         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4081         if (res >= 0)
4082                 res = count;
4083         return res;
4084 }
4085
4086 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4087
4088 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4089 {
4090         loff_t n = *pos;
4091         struct list_head *p;
4092
4093         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4094         p = cache_chain.next;
4095         while (n--) {
4096                 p = p->next;
4097                 if (p == &cache_chain)
4098                         return NULL;
4099         }
4100         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4101 }
4102
4103 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4104 {
4105         unsigned long *p;
4106         int l;
4107         if (!v)
4108                 return 1;
4109         l = n[1];
4110         p = n + 2;
4111         while (l) {
4112                 int i = l/2;
4113                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4114                 if (*q == v) {
4115                         q[1]++;
4116                         return 1;
4117                 }
4118                 if (*q > v) {
4119                         l = i;
4120                 } else {
4121                         p = q + 2;
4122                         l -= i + 1;
4123                 }
4124         }
4125         if (++n[1] == n[0])
4126                 return 0;
4127         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4128         p[0] = v;
4129         p[1] = 1;
4130         return 1;
4131 }
4132
4133 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4134 {
4135         void *p;
4136         int i;
4137         if (n[0] == n[1])
4138                 return;
4139         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4140                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4141                         continue;
4142                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4143                         return;
4144         }
4145 }
4146
4147 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4148 {
4149 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4150         char *modname;
4151         const char *name;
4152         unsigned long offset, size;
4153         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4154
4155         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4156
4157         if (name) {
4158                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4159                 if (modname)
4160                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4161                 return;
4162         }
4163 #endif
4164         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4165 }
4166
4167 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4168 {
4169         struct kmem_cache *cachep = p;
4170         struct slab *slabp;
4171         struct kmem_list3 *l3;
4172         const char *name;
4173         unsigned long *n = m->private;
4174         int node;
4175         int i;
4176
4177         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4178                 return 0;
4179         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4180                 return 0;
4181
4182         /* OK, we can do it */
4183
4184         n[1] = 0;
4185
4186         for_each_online_node(node) {
4187                 l3 = cachep->nodelists[node];
4188                 if (!l3)
4189                         continue;
4190
4191                 check_irq_on();
4192                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4193
4194                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4195                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4196                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4197                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4198                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4199         }
4200         name = cachep->name;
4201         if (n[0] == n[1]) {
4202                 /* Increase the buffer size */
4203                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4204                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4205                 if (!m->private) {
4206                         /* Too bad, we are really out */
4207                         m->private = n;
4208                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4209                         return -ENOMEM;
4210                 }
4211                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4212                 kfree(n);
4213                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4214                 /* Now make sure this entry will be retried */
4215                 m->count = m->size;
4216                 return 0;
4217         }
4218         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4219                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4220                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4221                 seq_putc(m, '\n');
4222         }
4223
4224         return 0;
4225 }
4226
4227 struct seq_operations slabstats_op = {
4228         .start = leaks_start,
4229         .next = s_next,
4230         .stop = s_stop,
4231         .show = leaks_show,
4232 };
4233 #endif
4234 #endif
4235
4236 /**
4237  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4238  * @objp: Pointer to the object
4239  *
4240  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4241  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4242  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4243  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4244  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4245  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4246  * must not be freed during the duration of the call.
4247  */
4248 unsigned int ksize(const void *objp)
4249 {
4250         if (unlikely(objp == NULL))
4251                 return 0;
4252
4253         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4254 }