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