3318252f657f30374e2151a77ca97be68f1bdc12
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/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(struct work_struct *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 /*
734  * 1. Guard access to the cache-chain.
735  * 2. Protect sanity of cpu_online_map against cpu hotplug events
736  */
737 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
738 static struct list_head cache_chain;
739
740 /*
741  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
742  * until the general caches are up.
743  */
744 static enum {
745         NONE,
746         PARTIAL_AC,
747         PARTIAL_L3,
748         FULL
749 } g_cpucache_up;
750
751 /*
752  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
753  */
754 int slab_is_available(void)
755 {
756         return g_cpucache_up == FULL;
757 }
758
759 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
760
761 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
762 {
763         return cachep->array[smp_processor_id()];
764 }
765
766 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
767                                                         gfp_t gfpflags)
768 {
769         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
770
771 #if DEBUG
772         /* This happens if someone tries to call
773          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
774          * the generic caches are initialized.
775          */
776         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
777 #endif
778         while (size > csizep->cs_size)
779                 csizep++;
780
781         /*
782          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
783          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
784          * for large kmalloc calls required.
785          */
786         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
787                 return csizep->cs_dmacachep;
788         return csizep->cs_cachep;
789 }
790
791 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
792 {
793         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
794 }
795
796 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
797 {
798         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
799 }
800
801 /*
802  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
803  */
804 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
805                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
806                            unsigned int *num)
807 {
808         int nr_objs;
809         size_t mgmt_size;
810         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
811
812         /*
813          * The slab management structure can be either off the slab or
814          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
815          * slab is used for:
816          *
817          * - The struct slab
818          * - One kmem_bufctl_t for each object
819          * - Padding to respect alignment of @align
820          * - @buffer_size bytes for each object
821          *
822          * If the slab management structure is off the slab, then the
823          * alignment will already be calculated into the size. Because
824          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
825          * correct alignment when allocated.
826          */
827         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
828                 mgmt_size = 0;
829                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
830
831                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
832                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
833         } else {
834                 /*
835                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
836                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
837                  * least @align. In the worst case, this result will
838                  * be one greater than the number of objects that fit
839                  * into the memory allocation when taking the padding
840                  * into account.
841                  */
842                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
843                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
844
845                 /*
846                  * This calculated number will be either the right
847                  * amount, or one greater than what we want.
848                  */
849                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
850                        > slab_size)
851                         nr_objs--;
852
853                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
854                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
855
856                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
857         }
858         *num = nr_objs;
859         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
860 }
861
862 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
863
864 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
865                         char *msg)
866 {
867         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
868                function, cachep->name, msg);
869         dump_stack();
870 }
871
872 #ifdef CONFIG_NUMA
873 /*
874  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
875  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
876  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
877  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
878  */
879 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
880
881 static void init_reap_node(int cpu)
882 {
883         int node;
884
885         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
886         if (node == MAX_NUMNODES)
887                 node = first_node(node_online_map);
888
889         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
890 }
891
892 static void next_reap_node(void)
893 {
894         int node = __get_cpu_var(reap_node);
895
896         /*
897          * Also drain per cpu pages on remote zones
898          */
899         if (node != numa_node_id())
900                 drain_node_pages(node);
901
902         node = next_node(node, node_online_map);
903         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
904                 node = first_node(node_online_map);
905         __get_cpu_var(reap_node) = node;
906 }
907
908 #else
909 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
910 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
911 #endif
912
913 /*
914  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
915  * via the workqueue/eventd.
916  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
917  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
918  * lock.
919  */
920 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
921 {
922         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
923
924         /*
925          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
926          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
927          * at that time.
928          */
929         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
930                 init_reap_node(cpu);
931                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
932                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
933         }
934 }
935
936 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
937                                             int batchcount)
938 {
939         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
940         struct array_cache *nc = NULL;
941
942         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
943         if (nc) {
944                 nc->avail = 0;
945                 nc->limit = entries;
946                 nc->batchcount = batchcount;
947                 nc->touched = 0;
948                 spin_lock_init(&nc->lock);
949         }
950         return nc;
951 }
952
953 /*
954  * Transfer objects in one arraycache to another.
955  * Locking must be handled by the caller.
956  *
957  * Return the number of entries transferred.
958  */
959 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
960                 struct array_cache *from, unsigned int max)
961 {
962         /* Figure out how many entries to transfer */
963         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
964
965         if (!nr)
966                 return 0;
967
968         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
969                         sizeof(void *) *nr);
970
971         from->avail -= nr;
972         to->avail += nr;
973         to->touched = 1;
974         return nr;
975 }
976
977 #ifndef CONFIG_NUMA
978
979 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
980 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
981
982 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
983 {
984         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
985 }
986
987 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
988 {
989 }
990
991 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
992 {
993         return 0;
994 }
995
996 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
997                 gfp_t flags)
998 {
999         return NULL;
1000 }
1001
1002 static inline void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1003                  gfp_t flags, int nodeid)
1004 {
1005         return NULL;
1006 }
1007
1008 #else   /* CONFIG_NUMA */
1009
1010 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1011 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1012
1013 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1014 {
1015         struct array_cache **ac_ptr;
1016         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
1017         int i;
1018
1019         if (limit > 1)
1020                 limit = 12;
1021         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1022         if (ac_ptr) {
1023                 for_each_node(i) {
1024                         if (i == node || !node_online(i)) {
1025                                 ac_ptr[i] = NULL;
1026                                 continue;
1027                         }
1028                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1029                         if (!ac_ptr[i]) {
1030                                 for (i--; i <= 0; i--)
1031                                         kfree(ac_ptr[i]);
1032                                 kfree(ac_ptr);
1033                                 return NULL;
1034                         }
1035                 }
1036         }
1037         return ac_ptr;
1038 }
1039
1040 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1041 {
1042         int i;
1043
1044         if (!ac_ptr)
1045                 return;
1046         for_each_node(i)
1047             kfree(ac_ptr[i]);
1048         kfree(ac_ptr);
1049 }
1050
1051 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1052                                 struct array_cache *ac, int node)
1053 {
1054         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1055
1056         if (ac->avail) {
1057                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1058                 /*
1059                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1060                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1061                  * into the free lists and getting them back later.
1062                  */
1063                 if (rl3->shared)
1064                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1065
1066                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1067                 ac->avail = 0;
1068                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1069         }
1070 }
1071
1072 /*
1073  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1074  */
1075 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1076 {
1077         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1078
1079         if (l3->alien) {
1080                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1081
1082                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1083                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1084                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1085                 }
1086         }
1087 }
1088
1089 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1090                                 struct array_cache **alien)
1091 {
1092         int i = 0;
1093         struct array_cache *ac;
1094         unsigned long flags;
1095
1096         for_each_online_node(i) {
1097                 ac = alien[i];
1098                 if (ac) {
1099                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1100                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1101                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1102                 }
1103         }
1104 }
1105
1106 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1107 {
1108         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1109         int nodeid = slabp->nodeid;
1110         struct kmem_list3 *l3;
1111         struct array_cache *alien = NULL;
1112         int node;
1113
1114         node = numa_node_id();
1115
1116         /*
1117          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1118          * cache on this cpu.
1119          */
1120         if (likely(slabp->nodeid == node))
1121                 return 0;
1122
1123         l3 = cachep->nodelists[node];
1124         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1125         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1126                 alien = l3->alien[nodeid];
1127                 spin_lock(&alien->lock);
1128                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1129                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1130                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1131                 }
1132                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1133                 spin_unlock(&alien->lock);
1134         } else {
1135                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1136                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1137                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1138         }
1139         return 1;
1140 }
1141 #endif
1142
1143 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1144                                     unsigned long action, void *hcpu)
1145 {
1146         long cpu = (long)hcpu;
1147         struct kmem_cache *cachep;
1148         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1149         int node = cpu_to_node(cpu);
1150         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1151
1152         switch (action) {
1153         case CPU_UP_PREPARE:
1154                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1155                 /*
1156                  * We need to do this right in the beginning since
1157                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1158                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1159                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1160                  */
1161
1162                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1163                         /*
1164                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1165                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1166                          * node has not already allocated this
1167                          */
1168                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1169                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1170                                 if (!l3)
1171                                         goto bad;
1172                                 kmem_list3_init(l3);
1173                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1174                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1175
1176                                 /*
1177                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1178                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1179                                  * protection here.
1180                                  */
1181                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1182                         }
1183
1184                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1185                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1186                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1187                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1188                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1189                 }
1190
1191                 /*
1192                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1193                  * array caches
1194                  */
1195                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1196                         struct array_cache *nc;
1197                         struct array_cache *shared;
1198                         struct array_cache **alien;
1199
1200                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1201                                                 cachep->batchcount);
1202                         if (!nc)
1203                                 goto bad;
1204                         shared = alloc_arraycache(node,
1205                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1206                                         0xbaadf00d);
1207                         if (!shared)
1208                                 goto bad;
1209
1210                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1211                         if (!alien)
1212                                 goto bad;
1213                         cachep->array[cpu] = nc;
1214                         l3 = cachep->nodelists[node];
1215                         BUG_ON(!l3);
1216
1217                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1218                         if (!l3->shared) {
1219                                 /*
1220                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1221                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1222                                  */
1223                                 l3->shared = shared;
1224                                 shared = NULL;
1225                         }
1226 #ifdef CONFIG_NUMA
1227                         if (!l3->alien) {
1228                                 l3->alien = alien;
1229                                 alien = NULL;
1230                         }
1231 #endif
1232                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1233                         kfree(shared);
1234                         free_alien_cache(alien);
1235                 }
1236                 break;
1237         case CPU_ONLINE:
1238                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1239                 start_cpu_timer(cpu);
1240                 break;
1241 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1242         case CPU_DOWN_PREPARE:
1243                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1244                 break;
1245         case CPU_DOWN_FAILED:
1246                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1247                 break;
1248         case CPU_DEAD:
1249                 /*
1250                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1251                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1252                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1253                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1254                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1255                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1256                  */
1257                 /* fall thru */
1258 #endif
1259         case CPU_UP_CANCELED:
1260                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1261                         struct array_cache *nc;
1262                         struct array_cache *shared;
1263                         struct array_cache **alien;
1264                         cpumask_t mask;
1265
1266                         mask = node_to_cpumask(node);
1267                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1268                         nc = cachep->array[cpu];
1269                         cachep->array[cpu] = NULL;
1270                         l3 = cachep->nodelists[node];
1271
1272                         if (!l3)
1273                                 goto free_array_cache;
1274
1275                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1276
1277                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1278                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1279                         if (nc)
1280                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1281
1282                         if (!cpus_empty(mask)) {
1283                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1284                                 goto free_array_cache;
1285                         }
1286
1287                         shared = l3->shared;
1288                         if (shared) {
1289                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1290                                            l3->shared->avail, node);
1291                                 l3->shared = NULL;
1292                         }
1293
1294                         alien = l3->alien;
1295                         l3->alien = NULL;
1296
1297                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1298
1299                         kfree(shared);
1300                         if (alien) {
1301                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1302                                 free_alien_cache(alien);
1303                         }
1304 free_array_cache:
1305                         kfree(nc);
1306                 }
1307                 /*
1308                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1309                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1310                  * shrink each nodelist to its limit.
1311                  */
1312                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1313                         l3 = cachep->nodelists[node];
1314                         if (!l3)
1315                                 continue;
1316                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1317                 }
1318                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1319                 break;
1320         }
1321         return NOTIFY_OK;
1322 bad:
1323         return NOTIFY_BAD;
1324 }
1325
1326 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1327         &cpuup_callback, NULL, 0
1328 };
1329
1330 /*
1331  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1332  */
1333 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1334                         int nodeid)
1335 {
1336         struct kmem_list3 *ptr;
1337
1338         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1339         BUG_ON(!ptr);
1340
1341         local_irq_disable();
1342         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1343         /*
1344          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1345          */
1346         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1347
1348         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1349         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1350         local_irq_enable();
1351 }
1352
1353 /*
1354  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1355  * before smp_init().
1356  */
1357 void __init kmem_cache_init(void)
1358 {
1359         size_t left_over;
1360         struct cache_sizes *sizes;
1361         struct cache_names *names;
1362         int i;
1363         int order;
1364         int node;
1365
1366         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1367                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1368                 if (i < MAX_NUMNODES)
1369                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1370         }
1371
1372         /*
1373          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1374          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1375          */
1376         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1377                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1378
1379         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1380          * from caches that do not exist yet:
1381          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1382          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1383          *    cache_cache is statically allocated.
1384          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1385          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1386          *    array at the end of the bootstrap.
1387          * 2) Create the first kmalloc cache.
1388          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1389          *    An __init data area is used for the head array.
1390          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1391          *    head arrays.
1392          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1393          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1394          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1395          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1396          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1397          */
1398
1399         node = numa_node_id();
1400
1401         /* 1) create the cache_cache */
1402         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1403         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1404         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1405         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1406         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1407
1408         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1409                                         cache_line_size());
1410
1411         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1412                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1413                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1414                 if (cache_cache.num)
1415                         break;
1416         }
1417         BUG_ON(!cache_cache.num);
1418         cache_cache.gfporder = order;
1419         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1420         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1421                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1422
1423         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1424         sizes = malloc_sizes;
1425         names = cache_names;
1426
1427         /*
1428          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1429          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1430          * bug.
1431          */
1432
1433         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1434                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1435                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1436                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1437                                         NULL, NULL);
1438
1439         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1440                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1441                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1442                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1443                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1444                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1445                                 NULL, NULL);
1446         }
1447
1448         slab_early_init = 0;
1449
1450         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1451                 /*
1452                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1453                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1454                  * eliminates "false sharing".
1455                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1456                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1457                  */
1458                 if (!sizes->cs_cachep) {
1459                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1460                                         sizes->cs_size,
1461                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1462                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1463                                         NULL, NULL);
1464                 }
1465
1466                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1467                                         sizes->cs_size,
1468                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1469                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1470                                                 SLAB_PANIC,
1471                                         NULL, NULL);
1472                 sizes++;
1473                 names++;
1474         }
1475         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1476         {
1477                 struct array_cache *ptr;
1478
1479                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1480
1481                 local_irq_disable();
1482                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1483                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1484                        sizeof(struct arraycache_init));
1485                 /*
1486                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1487                  */
1488                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1489
1490                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1491                 local_irq_enable();
1492
1493                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1494
1495                 local_irq_disable();
1496                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1497                        != &initarray_generic.cache);
1498                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1499                        sizeof(struct arraycache_init));
1500                 /*
1501                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1502                  */
1503                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1504
1505                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1506                     ptr;
1507                 local_irq_enable();
1508         }
1509         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1510         {
1511                 int nid;
1512
1513                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1514                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE], node);
1515
1516                 for_each_online_node(nid) {
1517                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1518                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1519
1520                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1521                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1522                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1523                         }
1524                 }
1525         }
1526
1527         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1528         {
1529                 struct kmem_cache *cachep;
1530                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1531                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1532                         if (enable_cpucache(cachep))
1533                                 BUG();
1534                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1535         }
1536
1537         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1538         init_lock_keys();
1539
1540
1541         /* Done! */
1542         g_cpucache_up = FULL;
1543
1544         /*
1545          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1546          * cpu_cache_get for all new cpus
1547          */
1548         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1549
1550         /*
1551          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1552          * of the kernel is not yet operational.
1553          */
1554 }
1555
1556 static int __init cpucache_init(void)
1557 {
1558         int cpu;
1559
1560         /*
1561          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1562          */
1563         for_each_online_cpu(cpu)
1564                 start_cpu_timer(cpu);
1565         return 0;
1566 }
1567 __initcall(cpucache_init);
1568
1569 /*
1570  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1571  *
1572  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1573  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1574  * would be relatively rare and ignorable.
1575  */
1576 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1577 {
1578         struct page *page;
1579         int nr_pages;
1580         int i;
1581
1582 #ifndef CONFIG_MMU
1583         /*
1584          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1585          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1586          */
1587         flags |= __GFP_COMP;
1588 #endif
1589
1590         /*
1591          * Under NUMA we want memory on the indicated node. We will handle
1592          * the needed fallback ourselves since we want to serve from our
1593          * per node object lists first for other nodes.
1594          */
1595         flags |= cachep->gfpflags | GFP_THISNODE;
1596
1597         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1598         if (!page)
1599                 return NULL;
1600
1601         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1602         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1603                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1604                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1605         else
1606                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1607                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1608         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1609                 __SetPageSlab(page + i);
1610         return page_address(page);
1611 }
1612
1613 /*
1614  * Interface to system's page release.
1615  */
1616 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1617 {
1618         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1619         struct page *page = virt_to_page(addr);
1620         const unsigned long nr_freed = i;
1621
1622         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1623                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1624                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1625         else
1626                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1627                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1628         while (i--) {
1629                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1630                 __ClearPageSlab(page);
1631                 page++;
1632         }
1633         if (current->reclaim_state)
1634                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1635         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1636 }
1637
1638 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1639 {
1640         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1641         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1642
1643         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1644         if (OFF_SLAB(cachep))
1645                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1646 }
1647
1648 #if DEBUG
1649
1650 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1651 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1652                             unsigned long caller)
1653 {
1654         int size = obj_size(cachep);
1655
1656         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1657
1658         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1659                 return;
1660
1661         *addr++ = 0x12345678;
1662         *addr++ = caller;
1663         *addr++ = smp_processor_id();
1664         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1665         {
1666                 unsigned long *sptr = &caller;
1667                 unsigned long svalue;
1668
1669                 while (!kstack_end(sptr)) {
1670                         svalue = *sptr++;
1671                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1672                                 *addr++ = svalue;
1673                                 size -= sizeof(unsigned long);
1674                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1675                                         break;
1676                         }
1677                 }
1678
1679         }
1680         *addr++ = 0x87654321;
1681 }
1682 #endif
1683
1684 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1685 {
1686         int size = obj_size(cachep);
1687         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1688
1689         memset(addr, val, size);
1690         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1691 }
1692
1693 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1694 {
1695         int i;
1696         unsigned char error = 0;
1697         int bad_count = 0;
1698
1699         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1700         for (i = 0; i < limit; i++) {
1701                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1702                         error = data[offset + i];
1703                         bad_count++;
1704                 }
1705                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1706         }
1707         printk("\n");
1708
1709         if (bad_count == 1) {
1710                 error ^= POISON_FREE;
1711                 if (!(error & (error - 1))) {
1712                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1713                                         "bad RAM.\n");
1714 #ifdef CONFIG_X86
1715                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1716                                         "test tool.\n");
1717 #else
1718                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1719 #endif
1720                 }
1721         }
1722 }
1723 #endif
1724
1725 #if DEBUG
1726
1727 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1728 {
1729         int i, size;
1730         char *realobj;
1731
1732         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1733                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1734                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1735                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1736         }
1737
1738         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1739                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1740                         *dbg_userword(cachep, objp));
1741                 print_symbol("(%s)",
1742                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1743                 printk("\n");
1744         }
1745         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1746         size = obj_size(cachep);
1747         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1748                 int limit;
1749                 limit = 16;
1750                 if (i + limit > size)
1751                         limit = size - i;
1752                 dump_line(realobj, i, limit);
1753         }
1754 }
1755
1756 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1757 {
1758         char *realobj;
1759         int size, i;
1760         int lines = 0;
1761
1762         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1763         size = obj_size(cachep);
1764
1765         for (i = 0; i < size; i++) {
1766                 char exp = POISON_FREE;
1767                 if (i == size - 1)
1768                         exp = POISON_END;
1769                 if (realobj[i] != exp) {
1770                         int limit;
1771                         /* Mismatch ! */
1772                         /* Print header */
1773                         if (lines == 0) {
1774                                 printk(KERN_ERR
1775                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1776                                         realobj, size);
1777                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1778                         }
1779                         /* Hexdump the affected line */
1780                         i = (i / 16) * 16;
1781                         limit = 16;
1782                         if (i + limit > size)
1783                                 limit = size - i;
1784                         dump_line(realobj, i, limit);
1785                         i += 16;
1786                         lines++;
1787                         /* Limit to 5 lines */
1788                         if (lines > 5)
1789                                 break;
1790                 }
1791         }
1792         if (lines != 0) {
1793                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1794                  * exist:
1795                  */
1796                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1797                 unsigned int objnr;
1798
1799                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1800                 if (objnr) {
1801                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1802                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1803                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1804                                realobj, size);
1805                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1806                 }
1807                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1808                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1809                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1810                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1811                                realobj, size);
1812                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1813                 }
1814         }
1815 }
1816 #endif
1817
1818 #if DEBUG
1819 /**
1820  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1821  * @cachep: cache pointer being destroyed
1822  * @slabp: slab pointer being destroyed
1823  *
1824  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1825  * destroyed.
1826  */
1827 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1828 {
1829         int i;
1830         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1831                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1832
1833                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1834 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1835                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1836                                         OFF_SLAB(cachep))
1837                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1838                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1839                         else
1840                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1841 #else
1842                         check_poison_obj(cachep, objp);
1843 #endif
1844                 }
1845                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1846                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1847                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1848                                            "was overwritten");
1849                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1850                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1851                                            "was overwritten");
1852                 }
1853                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1854                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1855         }
1856 }
1857 #else
1858 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1859 {
1860         if (cachep->dtor) {
1861                 int i;
1862                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1863                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1864                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1865                 }
1866         }
1867 }
1868 #endif
1869
1870 /**
1871  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1872  * @cachep: cache pointer being destroyed
1873  * @slabp: slab pointer being destroyed
1874  *
1875  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1876  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1877  * cache-lock is not held/needed.
1878  */
1879 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1880 {
1881         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1882
1883         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1884         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1885                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1886
1887                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1888                 slab_rcu->cachep = cachep;
1889                 slab_rcu->addr = addr;
1890                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1891         } else {
1892                 kmem_freepages(cachep, addr);
1893                 if (OFF_SLAB(cachep))
1894                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1895         }
1896 }
1897
1898 /*
1899  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1900  * size of kmem_list3.
1901  */
1902 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1903 {
1904         int node;
1905
1906         for_each_online_node(node) {
1907                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1908                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1909                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1910                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1911         }
1912 }
1913
1914 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1915 {
1916         int i;
1917         struct kmem_list3 *l3;
1918
1919         for_each_online_cpu(i)
1920             kfree(cachep->array[i]);
1921
1922         /* NUMA: free the list3 structures */
1923         for_each_online_node(i) {
1924                 l3 = cachep->nodelists[i];
1925                 if (l3) {
1926                         kfree(l3->shared);
1927                         free_alien_cache(l3->alien);
1928                         kfree(l3);
1929                 }
1930         }
1931         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1932 }
1933
1934
1935 /**
1936  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1937  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1938  * @size: size of objects to be created in this cache.
1939  * @align: required alignment for the objects.
1940  * @flags: slab allocation flags
1941  *
1942  * Also calculates the number of objects per slab.
1943  *
1944  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1945  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1946  * towards high-order requests, this should be changed.
1947  */
1948 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1949                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1950 {
1951         unsigned long offslab_limit;
1952         size_t left_over = 0;
1953         int gfporder;
1954
1955         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1956                 unsigned int num;
1957                 size_t remainder;
1958
1959                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1960                 if (!num)
1961                         continue;
1962
1963                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1964                         /*
1965                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1966                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1967                          * looping condition in cache_grow().
1968                          */
1969                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1970                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1971
1972                         if (num > offslab_limit)
1973                                 break;
1974                 }
1975
1976                 /* Found something acceptable - save it away */
1977                 cachep->num = num;
1978                 cachep->gfporder = gfporder;
1979                 left_over = remainder;
1980
1981                 /*
1982                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1983                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1984                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1985                  */
1986                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1987                         break;
1988
1989                 /*
1990                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1991                  * currently bad for the gfp()s.
1992                  */
1993                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1994                         break;
1995
1996                 /*
1997                  * Acceptable internal fragmentation?
1998                  */
1999                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2000                         break;
2001         }
2002         return left_over;
2003 }
2004
2005 static int setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2006 {
2007         if (g_cpucache_up == FULL)
2008                 return enable_cpucache(cachep);
2009
2010         if (g_cpucache_up == NONE) {
2011                 /*
2012                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2013                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2014                  * further caches will BUG().
2015                  */
2016                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2017
2018                 /*
2019                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2020                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2021                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2022                  */
2023                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2024                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2025                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2026                 else
2027                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2028         } else {
2029                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2030                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2031
2032                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2033                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2034                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2035                 } else {
2036                         int node;
2037                         for_each_online_node(node) {
2038                                 cachep->nodelists[node] =
2039                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2040                                                 GFP_KERNEL, node);
2041                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2042                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2043                         }
2044                 }
2045         }
2046         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2047                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2048                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2049
2050         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2051         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2052         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2053         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2054         cachep->batchcount = 1;
2055         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2056         return 0;
2057 }
2058
2059 /**
2060  * kmem_cache_create - Create a cache.
2061  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2062  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2063  * @align: The required alignment for the objects.
2064  * @flags: SLAB flags
2065  * @ctor: A constructor for the objects.
2066  * @dtor: A destructor for the objects.
2067  *
2068  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2069  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2070  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2071  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2072  *
2073  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2074  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2075  *
2076  * The flags are
2077  *
2078  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2079  * to catch references to uninitialised memory.
2080  *
2081  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2082  * for buffer overruns.
2083  *
2084  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2085  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2086  * as davem.
2087  */
2088 struct kmem_cache *
2089 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2090         unsigned long flags,
2091         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2092         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2093 {
2094         size_t left_over, slab_size, ralign;
2095         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2096
2097         /*
2098          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2099          */
2100         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2101             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
2102                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2103                                 name);
2104                 BUG();
2105         }
2106
2107         /*
2108          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2109          * cpu_online_map as well.  Please see cpuup_callback
2110          */
2111         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2112
2113         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2114                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
2115                 char tmp;
2116                 int res;
2117
2118                 /*
2119                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2120                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2121                  * area of the module.  Print a warning.
2122                  */
2123                 set_fs(KERNEL_DS);
2124                 res = __get_user(tmp, pc->name);
2125                 set_fs(old_fs);
2126                 if (res) {
2127                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2128                                pc->buffer_size);
2129                         continue;
2130                 }
2131
2132                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2133                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2134                         dump_stack();
2135                         goto oops;
2136                 }
2137         }
2138
2139 #if DEBUG
2140         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2141         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
2142                 /* No constructor, but inital state check requested */
2143                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
2144                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
2145                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
2146         }
2147 #if FORCED_DEBUG
2148         /*
2149          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2150          * large objects, if the increased size would increase the object size
2151          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2152          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2153          */
2154         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2155                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2156         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2157                 flags |= SLAB_POISON;
2158 #endif
2159         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2160                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2161 #endif
2162         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2163                 BUG_ON(dtor);
2164
2165         /*
2166          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2167          * isn't available.
2168          */
2169         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2170
2171         /*
2172          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2173          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2174          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2175          */
2176         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2177                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2178                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2179         }
2180
2181         /* calculate the final buffer alignment: */
2182
2183         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2184         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2185                 /*
2186                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2187                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2188                  * one cacheline.
2189                  */
2190                 ralign = cache_line_size();
2191                 while (size <= ralign / 2)
2192                         ralign /= 2;
2193         } else {
2194                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2195         }
2196
2197         /*
2198          * Redzoning and user store require word alignment. Note this will be
2199          * overridden by architecture or caller mandated alignment if either
2200          * is greater than BYTES_PER_WORD.
2201          */
2202         if (flags & SLAB_RED_ZONE || flags & SLAB_STORE_USER)
2203                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2204
2205         /* 2) arch mandated alignment */
2206         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2207                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2208         }
2209         /* 3) caller mandated alignment */
2210         if (ralign < align) {
2211                 ralign = align;
2212         }
2213         /* disable debug if necessary */
2214         if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2215                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2216         /*
2217          * 4) Store it.
2218          */
2219         align = ralign;
2220
2221         /* Get cache's description obj. */
2222         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
2223         if (!cachep)
2224                 goto oops;
2225
2226 #if DEBUG
2227         cachep->obj_size = size;
2228
2229         /*
2230          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2231          * into align above.
2232          */
2233         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2234                 /* add space for red zone words */
2235                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2236                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2237         }
2238         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2239                 /* user store requires one word storage behind the end of
2240                  * the real object.
2241                  */
2242                 size += BYTES_PER_WORD;
2243         }
2244 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2245         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2246             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2247                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2248                 size = PAGE_SIZE;
2249         }
2250 #endif
2251 #endif
2252
2253         /*
2254          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2255          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2256          * it too early on.)
2257          */
2258         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2259                 /*
2260                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2261                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2262                  */
2263                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2264
2265         size = ALIGN(size, align);
2266
2267         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2268
2269         if (!cachep->num) {
2270                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2271                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2272                 cachep = NULL;
2273                 goto oops;
2274         }
2275         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2276                           + sizeof(struct slab), align);
2277
2278         /*
2279          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2280          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2281          */
2282         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2283                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2284                 left_over -= slab_size;
2285         }
2286
2287         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2288                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2289                 slab_size =
2290                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2291         }
2292
2293         cachep->colour_off = cache_line_size();
2294         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2295         if (cachep->colour_off < align)
2296                 cachep->colour_off = align;
2297         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2298         cachep->slab_size = slab_size;
2299         cachep->flags = flags;
2300         cachep->gfpflags = 0;
2301         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2302                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2303         cachep->buffer_size = size;
2304
2305         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2306                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2307                 /*
2308                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2309                  * But since we go off slab only for object size greater than
2310                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2311                  * this should not happen at all.
2312                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2313                  */
2314                 BUG_ON(!cachep->slabp_cache);
2315         }
2316         cachep->ctor = ctor;
2317         cachep->dtor = dtor;
2318         cachep->name = name;
2319
2320         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2321                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2322                 cachep = NULL;
2323                 goto oops;
2324         }
2325
2326         /* cache setup completed, link it into the list */
2327         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2328 oops:
2329         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2330                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2331                       name);
2332         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2333         return cachep;
2334 }
2335 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2336
2337 #if DEBUG
2338 static void check_irq_off(void)
2339 {
2340         BUG_ON(!irqs_disabled());
2341 }
2342
2343 static void check_irq_on(void)
2344 {
2345         BUG_ON(irqs_disabled());
2346 }
2347
2348 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2349 {
2350 #ifdef CONFIG_SMP
2351         check_irq_off();
2352         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2353 #endif
2354 }
2355
2356 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2357 {
2358 #ifdef CONFIG_SMP
2359         check_irq_off();
2360         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2361 #endif
2362 }
2363
2364 #else
2365 #define check_irq_off() do { } while(0)
2366 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2367 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2368 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2369 #endif
2370
2371 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2372                         struct array_cache *ac,
2373                         int force, int node);
2374
2375 static void do_drain(void *arg)
2376 {
2377         struct kmem_cache *cachep = arg;
2378         struct array_cache *ac;
2379         int node = numa_node_id();
2380
2381         check_irq_off();
2382         ac = cpu_cache_get(cachep);
2383         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2384         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2385         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2386         ac->avail = 0;
2387 }
2388
2389 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2390 {
2391         struct kmem_list3 *l3;
2392         int node;
2393
2394         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2395         check_irq_on();
2396         for_each_online_node(node) {
2397                 l3 = cachep->nodelists[node];
2398                 if (l3 && l3->alien)
2399                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2400         }
2401
2402         for_each_online_node(node) {
2403                 l3 = cachep->nodelists[node];
2404                 if (l3)
2405                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2406         }
2407 }
2408
2409 /*
2410  * Remove slabs from the list of free slabs.
2411  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2412  *
2413  * Returns the actual number of slabs released.
2414  */
2415 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2416                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2417 {
2418         struct list_head *p;
2419         int nr_freed;
2420         struct slab *slabp;
2421
2422         nr_freed = 0;
2423         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2424
2425                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2426                 p = l3->slabs_free.prev;
2427                 if (p == &l3->slabs_free) {
2428                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2429                         goto out;
2430                 }
2431
2432                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2433 #if DEBUG
2434                 BUG_ON(slabp->inuse);
2435 #endif
2436                 list_del(&slabp->list);
2437                 /*
2438                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2439                  * to the cache.
2440                  */
2441                 l3->free_objects -= cache->num;
2442                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2443                 slab_destroy(cache, slabp);
2444                 nr_freed++;
2445         }
2446 out:
2447         return nr_freed;
2448 }
2449
2450 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2451 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2452 {
2453         int ret = 0, i = 0;
2454         struct kmem_list3 *l3;
2455
2456         drain_cpu_caches(cachep);
2457
2458         check_irq_on();
2459         for_each_online_node(i) {
2460                 l3 = cachep->nodelists[i];
2461                 if (!l3)
2462                         continue;
2463
2464                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2465
2466                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2467                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2468         }
2469         return (ret ? 1 : 0);
2470 }
2471
2472 /**
2473  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2474  * @cachep: The cache to shrink.
2475  *
2476  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2477  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2478  */
2479 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2480 {
2481         int ret;
2482         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2483
2484         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2485         ret = __cache_shrink(cachep);
2486         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2487         return ret;
2488 }
2489 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2490
2491 /**
2492  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2493  * @cachep: the cache to destroy
2494  *
2495  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2496  *
2497  * It is expected this function will be called by a module when it is
2498  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2499  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2500  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2501  *
2502  * The cache must be empty before calling this function.
2503  *
2504  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2505  * during the kmem_cache_destroy().
2506  */
2507 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2508 {
2509         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2510
2511         /* Find the cache in the chain of caches. */
2512         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2513         /*
2514          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2515          */
2516         list_del(&cachep->next);
2517         if (__cache_shrink(cachep)) {
2518                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2519                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2520                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2521                 return;
2522         }
2523
2524         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2525                 synchronize_rcu();
2526
2527         __kmem_cache_destroy(cachep);
2528         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2529 }
2530 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2531
2532 /*
2533  * Get the memory for a slab management obj.
2534  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2535  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2536  * come from the same cache which is getting created because,
2537  * when we are searching for an appropriate cache for these
2538  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2539  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2540  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2541  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2542  */
2543 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2544                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2545                                    int nodeid)
2546 {
2547         struct slab *slabp;
2548
2549         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2550                 /* Slab management obj is off-slab. */
2551                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2552                                               local_flags, nodeid);
2553                 if (!slabp)
2554                         return NULL;
2555         } else {
2556                 slabp = objp + colour_off;
2557                 colour_off += cachep->slab_size;
2558         }
2559         slabp->inuse = 0;
2560         slabp->colouroff = colour_off;
2561         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2562         slabp->nodeid = nodeid;
2563         return slabp;
2564 }
2565
2566 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2567 {
2568         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2569 }
2570
2571 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2572                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2573 {
2574         int i;
2575
2576         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2577                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2578 #if DEBUG
2579                 /* need to poison the objs? */
2580                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2581                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2582                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2583                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2584
2585                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2586                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2587                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2588                 }
2589                 /*
2590                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2591                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2592                  * They must also be threaded.
2593                  */
2594                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2595                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2596                                      ctor_flags);
2597
2598                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2599                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2600                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2601                                            " end of an object");
2602                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2603                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2604                                            " start of an object");
2605                 }
2606                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2607                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2608                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2609                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2610 #else
2611                 if (cachep->ctor)
2612                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2613 #endif
2614                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2615         }
2616         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2617         slabp->free = 0;
2618 }
2619
2620 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2621 {
2622         if (flags & SLAB_DMA)
2623                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2624         else
2625                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2626 }
2627
2628 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2629                                 int nodeid)
2630 {
2631         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2632         kmem_bufctl_t next;
2633
2634         slabp->inuse++;
2635         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2636 #if DEBUG
2637         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2638         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2639 #endif
2640         slabp->free = next;
2641
2642         return objp;
2643 }
2644
2645 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2646                                 void *objp, int nodeid)
2647 {
2648         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2649
2650 #if DEBUG
2651         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2652         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2653
2654         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2655                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2656                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2657                 BUG();
2658         }
2659 #endif
2660         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2661         slabp->free = objnr;
2662         slabp->inuse--;
2663 }
2664
2665 /*
2666  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2667  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2668  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2669  */
2670 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2671                            void *addr)
2672 {
2673         int nr_pages;
2674         struct page *page;
2675
2676         page = virt_to_page(addr);
2677
2678         nr_pages = 1;
2679         if (likely(!PageCompound(page)))
2680                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2681
2682         do {
2683                 page_set_cache(page, cache);
2684                 page_set_slab(page, slab);
2685                 page++;
2686         } while (--nr_pages);
2687 }
2688
2689 /*
2690  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2691  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2692  */
2693 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2694 {
2695         struct slab *slabp;
2696         void *objp;
2697         size_t offset;
2698         gfp_t local_flags;
2699         unsigned long ctor_flags;
2700         struct kmem_list3 *l3;
2701
2702         /*
2703          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2704          * critical path in kmem_cache_alloc().
2705          */
2706         BUG_ON(flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW));
2707         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2708                 return 0;
2709
2710         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2711         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2712         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2713                 /*
2714                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2715                  * this - it might need to know...
2716                  */
2717                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2718
2719         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2720         check_irq_off();
2721         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2722         spin_lock(&l3->list_lock);
2723
2724         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2725         offset = l3->colour_next;
2726         l3->colour_next++;
2727         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2728                 l3->colour_next = 0;
2729         spin_unlock(&l3->list_lock);
2730
2731         offset *= cachep->colour_off;
2732
2733         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2734                 local_irq_enable();
2735
2736         /*
2737          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2738          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2739          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2740          * will eventually be caught here (where it matters).
2741          */
2742         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2743
2744         /*
2745          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2746          * 'nodeid'.
2747          */
2748         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2749         if (!objp)
2750                 goto failed;
2751
2752         /* Get slab management. */
2753         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags, nodeid);
2754         if (!slabp)
2755                 goto opps1;
2756
2757         slabp->nodeid = nodeid;
2758         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2759
2760         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2761
2762         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2763                 local_irq_disable();
2764         check_irq_off();
2765         spin_lock(&l3->list_lock);
2766
2767         /* Make slab active. */
2768         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2769         STATS_INC_GROWN(cachep);
2770         l3->free_objects += cachep->num;
2771         spin_unlock(&l3->list_lock);
2772         return 1;
2773 opps1:
2774         kmem_freepages(cachep, objp);
2775 failed:
2776         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2777                 local_irq_disable();
2778         return 0;
2779 }
2780
2781 #if DEBUG
2782
2783 /*
2784  * Perform extra freeing checks:
2785  * - detect bad pointers.
2786  * - POISON/RED_ZONE checking
2787  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2788  */
2789 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2790 {
2791         struct page *page;
2792
2793         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2794                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2795                        (unsigned long)objp);
2796                 BUG();
2797         }
2798         page = virt_to_page(objp);
2799         if (!PageSlab(page)) {
2800                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2801                        (unsigned long)objp);
2802                 BUG();
2803         }
2804 }
2805
2806 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2807 {
2808         unsigned long redzone1, redzone2;
2809
2810         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2811         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2812
2813         /*
2814          * Redzone is ok.
2815          */
2816         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2817                 return;
2818
2819         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2820                 slab_error(cache, "double free detected");
2821         else
2822                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2823
2824         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2825                         obj, redzone1, redzone2);
2826 }
2827
2828 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2829                                    void *caller)
2830 {
2831         struct page *page;
2832         unsigned int objnr;
2833         struct slab *slabp;
2834
2835         objp -= obj_offset(cachep);
2836         kfree_debugcheck(objp);
2837         page = virt_to_page(objp);
2838
2839         slabp = page_get_slab(page);
2840
2841         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2842                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2843                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2844                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2845         }
2846         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2847                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2848
2849         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2850
2851         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2852         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2853
2854         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2855                 /*
2856                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2857                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2858                  * the cache-lock held.
2859                  */
2860                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2861                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2862         }
2863         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2864                 /* we want to cache poison the object,
2865                  * call the destruction callback
2866                  */
2867                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2868         }
2869 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2870         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2871 #endif
2872         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2873 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2874                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2875                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2876                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2877                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2878                 } else {
2879                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2880                 }
2881 #else
2882                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2883 #endif
2884         }
2885         return objp;
2886 }
2887
2888 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2889 {
2890         kmem_bufctl_t i;
2891         int entries = 0;
2892
2893         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2894         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2895                 entries++;
2896                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2897                         goto bad;
2898         }
2899         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2900 bad:
2901                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2902                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2903                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2904                 for (i = 0;
2905                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2906                      i++) {
2907                         if (i % 16 == 0)
2908                                 printk("\n%03x:", i);
2909                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2910                 }
2911                 printk("\n");
2912                 BUG();
2913         }
2914 }
2915 #else
2916 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2917 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2918 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2919 #endif
2920
2921 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2922 {
2923         int batchcount;
2924         struct kmem_list3 *l3;
2925         struct array_cache *ac;
2926         int node;
2927
2928         node = numa_node_id();
2929
2930         check_irq_off();
2931         ac = cpu_cache_get(cachep);
2932 retry:
2933         batchcount = ac->batchcount;
2934         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2935                 /*
2936                  * If there was little recent activity on this cache, then
2937                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2938                  * refill bouncing.
2939                  */
2940                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2941         }
2942         l3 = cachep->nodelists[node];
2943
2944         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2945         spin_lock(&l3->list_lock);
2946
2947         /* See if we can refill from the shared array */
2948         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2949                 goto alloc_done;
2950
2951         while (batchcount > 0) {
2952                 struct list_head *entry;
2953                 struct slab *slabp;
2954                 /* Get slab alloc is to come from. */
2955                 entry = l3->slabs_partial.next;
2956                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2957                         l3->free_touched = 1;
2958                         entry = l3->slabs_free.next;
2959                         if (entry == &l3->slabs_free)
2960                                 goto must_grow;
2961                 }
2962
2963                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2964                 check_slabp(cachep, slabp);
2965                 check_spinlock_acquired(cachep);
2966                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2967                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2968                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2969                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2970
2971                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2972                                                             node);
2973                 }
2974                 check_slabp(cachep, slabp);
2975
2976                 /* move slabp to correct slabp list: */
2977                 list_del(&slabp->list);
2978                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2979                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2980                 else
2981                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2982         }
2983
2984 must_grow:
2985         l3->free_objects -= ac->avail;
2986 alloc_done:
2987         spin_unlock(&l3->list_lock);
2988
2989         if (unlikely(!ac->avail)) {
2990                 int x;
2991                 x = cache_grow(cachep, flags, node);
2992
2993                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2994                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2995                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2996                         return NULL;
2997
2998                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2999                         goto retry;
3000         }
3001         ac->touched = 1;
3002         return ac->entry[--ac->avail];
3003 }
3004
3005 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3006                                                 gfp_t flags)
3007 {
3008         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3009 #if DEBUG
3010         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3011 #endif
3012 }
3013
3014 #if DEBUG
3015 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3016                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3017 {
3018         if (!objp)
3019                 return objp;
3020         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3021 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3022                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3023                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3024                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3025                 else
3026                         check_poison_obj(cachep, objp);
3027 #else
3028                 check_poison_obj(cachep, objp);
3029 #endif
3030                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3031         }
3032         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3033                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3034
3035         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3036                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3037                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3038                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3039                                                 " object was overwritten");
3040                         printk(KERN_ERR
3041                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
3042                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3043                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3044                 }
3045                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3046                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3047         }
3048 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3049         {
3050                 struct slab *slabp;
3051                 unsigned objnr;
3052
3053                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
3054                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3055                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3056         }
3057 #endif
3058         objp += obj_offset(cachep);
3059         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
3060                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
3061
3062                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
3063                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
3064
3065                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
3066         }
3067 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3068         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3069                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3070                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3071         }
3072 #endif
3073         return objp;
3074 }
3075 #else
3076 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3077 #endif
3078
3079 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3080 {
3081         void *objp;
3082         struct array_cache *ac;
3083
3084         check_irq_off();
3085         ac = cpu_cache_get(cachep);
3086         if (likely(ac->avail)) {
3087                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3088                 ac->touched = 1;
3089                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3090         } else {
3091                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3092                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3093         }
3094         return objp;
3095 }
3096
3097 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
3098                                                 gfp_t flags, void *caller)
3099 {
3100         unsigned long save_flags;
3101         void *objp = NULL;
3102
3103         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3104
3105         local_irq_save(save_flags);
3106
3107         if (unlikely(NUMA_BUILD &&
3108                         current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY)))
3109                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
3110
3111         if (!objp)
3112                 objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
3113         /*
3114          * We may just have run out of memory on the local node.
3115          * __cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3116          */
3117         if (NUMA_BUILD && !objp)
3118                 objp = __cache_alloc_node(cachep, flags, numa_node_id());
3119         local_irq_restore(save_flags);
3120         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
3121                                             caller);
3122         prefetchw(objp);
3123         return objp;
3124 }
3125
3126 #ifdef CONFIG_NUMA
3127 /*
3128  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3129  *
3130  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3131  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3132  */
3133 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3134 {
3135         int nid_alloc, nid_here;
3136
3137         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3138                 return NULL;
3139         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3140         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3141                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3142         else if (current->mempolicy)
3143                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3144         if (nid_alloc != nid_here)
3145                 return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3146         return NULL;
3147 }
3148
3149 /*
3150  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3151  * certain node and we are allowed to fall back. We mimick the behavior of
3152  * the page allocator. We fall back according to a zonelist determined by
3153  * the policy layer while obeying cpuset constraints.
3154  */
3155 void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3156 {
3157         struct zonelist *zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3158                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
3159         struct zone **z;
3160         void *obj = NULL;
3161
3162         for (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++) {
3163                 int nid = zone_to_nid(*z);
3164
3165                 if (zone_idx(*z) <= ZONE_NORMAL &&
3166                                 cpuset_zone_allowed(*z, flags) &&
3167                                 cache->nodelists[nid])
3168                         obj = __cache_alloc_node(cache,
3169                                         flags | __GFP_THISNODE, nid);
3170         }
3171         return obj;
3172 }
3173
3174 /*
3175  * A interface to enable slab creation on nodeid
3176  */
3177 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3178                                 int nodeid)
3179 {
3180         struct list_head *entry;
3181         struct slab *slabp;
3182         struct kmem_list3 *l3;
3183         void *obj;
3184         int x;
3185
3186         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3187         BUG_ON(!l3);
3188
3189 retry:
3190         check_irq_off();
3191         spin_lock(&l3->list_lock);
3192         entry = l3->slabs_partial.next;
3193         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3194                 l3->free_touched = 1;
3195                 entry = l3->slabs_free.next;
3196                 if (entry == &l3->slabs_free)
3197                         goto must_grow;
3198         }
3199
3200         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3201         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3202         check_slabp(cachep, slabp);
3203
3204         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3205         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3206         STATS_SET_HIGH(cachep);
3207
3208         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3209
3210         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3211         check_slabp(cachep, slabp);
3212         l3->free_objects--;
3213         /* move slabp to correct slabp list: */
3214         list_del(&slabp->list);
3215
3216         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3217                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3218         else
3219                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3220
3221         spin_unlock(&l3->list_lock);
3222         goto done;
3223
3224 must_grow:
3225         spin_unlock(&l3->list_lock);
3226         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
3227         if (x)
3228                 goto retry;
3229
3230         if (!(flags & __GFP_THISNODE))
3231                 /* Unable to grow the cache. Fall back to other nodes. */
3232                 return fallback_alloc(cachep, flags);
3233
3234         return NULL;
3235
3236 done:
3237         return obj;
3238 }
3239 #endif
3240
3241 /*
3242  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3243  */
3244 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3245                        int node)
3246 {
3247         int i;
3248         struct kmem_list3 *l3;
3249
3250         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3251                 void *objp = objpp[i];
3252                 struct slab *slabp;
3253
3254                 slabp = virt_to_slab(objp);
3255                 l3 = cachep->nodelists[node];
3256                 list_del(&slabp->list);
3257                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3258                 check_slabp(cachep, slabp);
3259                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3260                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3261                 l3->free_objects++;
3262                 check_slabp(cachep, slabp);
3263
3264                 /* fixup slab chains */
3265                 if (slabp->inuse == 0) {
3266                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3267                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3268                                 /* No need to drop any previously held
3269                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3270                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3271                                  * a different cache, refer to comments before
3272                                  * alloc_slabmgmt.
3273                                  */
3274                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3275                         } else {
3276                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3277                         }
3278                 } else {
3279                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3280                          * partial list on free - maximum time for the
3281                          * other objects to be freed, too.
3282                          */
3283                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3284                 }
3285         }
3286 }
3287
3288 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3289 {
3290         int batchcount;
3291         struct kmem_list3 *l3;
3292         int node = numa_node_id();
3293
3294         batchcount = ac->batchcount;
3295 #if DEBUG
3296         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3297 #endif
3298         check_irq_off();
3299         l3 = cachep->nodelists[node];
3300         spin_lock(&l3->list_lock);
3301         if (l3->shared) {
3302                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3303                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3304                 if (max) {
3305                         if (batchcount > max)
3306                                 batchcount = max;
3307                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3308                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3309                         shared_array->avail += batchcount;
3310                         goto free_done;
3311                 }
3312         }
3313
3314         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3315 free_done:
3316 #if STATS
3317         {
3318                 int i = 0;
3319                 struct list_head *p;
3320
3321                 p = l3->slabs_free.next;
3322                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3323                         struct slab *slabp;
3324
3325                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3326                         BUG_ON(slabp->inuse);
3327
3328                         i++;
3329                         p = p->next;
3330                 }
3331                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3332         }
3333 #endif
3334         spin_unlock(&l3->list_lock);
3335         ac->avail -= batchcount;
3336         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3337 }
3338
3339 /*
3340  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3341  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3342  */
3343 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3344 {
3345         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3346
3347         check_irq_off();
3348         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3349
3350         if (cache_free_alien(cachep, objp))
3351                 return;
3352
3353         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3354                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3355                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3356                 return;
3357         } else {
3358                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3359                 cache_flusharray(cachep, ac);
3360                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3361         }
3362 }
3363
3364 /**
3365  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3366  * @cachep: The cache to allocate from.
3367  * @flags: See kmalloc().
3368  *
3369  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3370  * if the cache has no available objects.
3371  */
3372 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3373 {
3374         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3375 }
3376 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3377
3378 /**
3379  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3380  * @cache: The cache to allocate from.
3381  * @flags: See kmalloc().
3382  *
3383  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3384  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3385  */
3386 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3387 {
3388         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3389         if (ret)
3390                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3391         return ret;
3392 }
3393 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3394
3395 /**
3396  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3397  *      be a slab entry.
3398  * @cachep: the cache we're checking against
3399  * @ptr: pointer to validate
3400  *
3401  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3402  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3403  * part of the slab cache in question, but it at least
3404  * validates that the pointer can be dereferenced and
3405  * looks half-way sane.
3406  *
3407  * Currently only used for dentry validation.
3408  */
3409 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3410 {
3411         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3412         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3413         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3414         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3415         struct page *page;
3416
3417         if (unlikely(addr < min_addr))
3418                 goto out;
3419         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3420                 goto out;
3421         if (unlikely(addr & align_mask))
3422                 goto out;
3423         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3424                 goto out;
3425         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3426                 goto out;
3427         page = virt_to_page(ptr);
3428         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3429                 goto out;
3430         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3431                 goto out;
3432         return 1;
3433 out:
3434         return 0;
3435 }
3436
3437 #ifdef CONFIG_NUMA
3438 /**
3439  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3440  * @cachep: The cache to allocate from.
3441  * @flags: See kmalloc().
3442  * @nodeid: node number of the target node.
3443  *
3444  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3445  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3446  * can improve the performance for cpu bound structures.
3447  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3448  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3449  */
3450 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3451 {
3452         unsigned long save_flags;
3453         void *ptr;
3454
3455         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3456         local_irq_save(save_flags);
3457
3458         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3459                         !cachep->nodelists[nodeid])
3460                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3461         else
3462                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3463         local_irq_restore(save_flags);
3464
3465         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3466                                            __builtin_return_address(0));
3467
3468         return ptr;
3469 }
3470 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3471
3472 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3473 {
3474         struct kmem_cache *cachep;
3475
3476         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3477         if (unlikely(cachep == NULL))
3478                 return NULL;
3479         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3480 }
3481 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3482 #endif
3483
3484 /**
3485  * __do_kmalloc - allocate memory
3486  * @size: how many bytes of memory are required.
3487  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3488  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3489  */
3490 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3491                                           void *caller)
3492 {
3493         struct kmem_cache *cachep;
3494
3495         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3496          * __ with kmem_.
3497          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3498          * functions.
3499          */
3500         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3501         if (unlikely(cachep == NULL))
3502                 return NULL;
3503         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3504 }
3505
3506
3507 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3508 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3509 {
3510         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3511 }
3512 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3513
3514 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3515 {
3516         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3517 }
3518 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3519
3520 #else
3521 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3522 {
3523         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3524 }
3525 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3526 #endif
3527
3528 /**
3529  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3530  * @cachep: The cache the allocation was from.
3531  * @objp: The previously allocated object.
3532  *
3533  * Free an object which was previously allocated from this
3534  * cache.
3535  */
3536 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3537 {
3538         unsigned long flags;
3539
3540         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3541
3542         local_irq_save(flags);
3543         __cache_free(cachep, objp);
3544         local_irq_restore(flags);
3545 }
3546 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3547
3548 /**
3549  * kfree - free previously allocated memory
3550  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3551  *
3552  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3553  *
3554  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3555  * or you will run into trouble.
3556  */
3557 void kfree(const void *objp)
3558 {
3559         struct kmem_cache *c;
3560         unsigned long flags;
3561
3562         if (unlikely(!objp))
3563                 return;
3564         local_irq_save(flags);
3565         kfree_debugcheck(objp);
3566         c = virt_to_cache(objp);
3567         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3568         __cache_free(c, (void *)objp);
3569         local_irq_restore(flags);
3570 }
3571 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3572
3573 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3574 {
3575         return obj_size(cachep);
3576 }
3577 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3578
3579 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3580 {
3581         return cachep->name;
3582 }
3583 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3584
3585 /*
3586  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3587  */
3588 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3589 {
3590         int node;
3591         struct kmem_list3 *l3;
3592         struct array_cache *new_shared;
3593         struct array_cache **new_alien;
3594
3595         for_each_online_node(node) {
3596
3597                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3598                 if (!new_alien)
3599                         goto fail;
3600
3601                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3602                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3603                                         0xbaadf00d);
3604                 if (!new_shared) {
3605                         free_alien_cache(new_alien);
3606                         goto fail;
3607                 }
3608
3609                 l3 = cachep->nodelists[node];
3610                 if (l3) {
3611                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3612
3613                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3614
3615                         if (shared)
3616                                 free_block(cachep, shared->entry,
3617                                                 shared->avail, node);
3618
3619                         l3->shared = new_shared;
3620                         if (!l3->alien) {
3621                                 l3->alien = new_alien;
3622                                 new_alien = NULL;
3623                         }
3624                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3625                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3626                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3627                         kfree(shared);
3628                         free_alien_cache(new_alien);
3629                         continue;
3630                 }
3631                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3632                 if (!l3) {
3633                         free_alien_cache(new_alien);
3634                         kfree(new_shared);
3635                         goto fail;
3636                 }
3637
3638                 kmem_list3_init(l3);
3639                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3640                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3641                 l3->shared = new_shared;
3642                 l3->alien = new_alien;
3643                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3644                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3645                 cachep->nodelists[node] = l3;
3646         }
3647         return 0;
3648
3649 fail:
3650         if (!cachep->next.next) {
3651                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3652                 node--;
3653                 while (node >= 0) {
3654                         if (cachep->nodelists[node]) {
3655                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3656
3657                                 kfree(l3->shared);
3658                                 free_alien_cache(l3->alien);
3659                                 kfree(l3);
3660                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3661                         }
3662                         node--;
3663                 }
3664         }
3665         return -ENOMEM;
3666 }
3667
3668 struct ccupdate_struct {
3669         struct kmem_cache *cachep;
3670         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3671 };
3672
3673 static void do_ccupdate_local(void *info)
3674 {
3675         struct ccupdate_struct *new = info;
3676         struct array_cache *old;
3677
3678         check_irq_off();
3679         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3680
3681         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3682         new->new[smp_processor_id()] = old;
3683 }
3684
3685 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3686 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3687                                 int batchcount, int shared)
3688 {
3689         struct ccupdate_struct *new;
3690         int i;
3691
3692         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3693         if (!new)
3694                 return -ENOMEM;
3695
3696         for_each_online_cpu(i) {
3697                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3698                                                 batchcount);
3699                 if (!new->new[i]) {
3700                         for (i--; i >= 0; i--)
3701                                 kfree(new->new[i]);
3702                         kfree(new);
3703                         return -ENOMEM;
3704                 }
3705         }
3706         new->cachep = cachep;
3707
3708         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3709
3710         check_irq_on();
3711         cachep->batchcount = batchcount;
3712         cachep->limit = limit;
3713         cachep->shared = shared;
3714
3715         for_each_online_cpu(i) {
3716                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3717                 if (!ccold)
3718                         continue;
3719                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3720                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3721                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3722                 kfree(ccold);
3723         }
3724         kfree(new);
3725         return alloc_kmemlist(cachep);
3726 }
3727
3728 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3729 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3730 {
3731         int err;
3732         int limit, shared;
3733
3734         /*
3735          * The head array serves three purposes:
3736          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3737          * - reduce the number of spinlock operations.
3738          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3739          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3740          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3741          * Bonwick.
3742          */
3743         if (cachep->buffer_size > 131072)
3744                 limit = 1;
3745         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3746                 limit = 8;
3747         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3748                 limit = 24;
3749         else if (cachep->buffer_size > 256)
3750                 limit = 54;
3751         else
3752                 limit = 120;
3753
3754         /*
3755          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3756          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3757          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3758          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3759          * replaces Bonwick's magazine layer.
3760          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3761          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3762          */
3763         shared = 0;
3764 #ifdef CONFIG_SMP
3765         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3766                 shared = 8;
3767 #endif
3768
3769 #if DEBUG
3770         /*
3771          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3772          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3773          */
3774         if (limit > 32)
3775                 limit = 32;
3776 #endif
3777         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3778         if (err)
3779                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3780                        cachep->name, -err);
3781         return err;
3782 }
3783
3784 /*
3785  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3786  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3787  * if drain_array() is used on the shared array.
3788  */
3789 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3790                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3791 {
3792         int tofree;
3793
3794         if (!ac || !ac->avail)
3795                 return;
3796         if (ac->touched && !force) {
3797                 ac->touched = 0;
3798         } else {
3799                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3800                 if (ac->avail) {
3801                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3802                         if (tofree > ac->avail)
3803                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3804                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3805                         ac->avail -= tofree;
3806                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3807                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3808                 }
3809                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3810         }
3811 }
3812
3813 /**
3814  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3815  * @unused: unused parameter
3816  *
3817  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3818  * Purpose:
3819  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3820  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3821  *
3822  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3823  * again on the next iteration.
3824  */
3825 static void cache_reap(struct work_struct *unused)
3826 {
3827         struct kmem_cache *searchp;
3828         struct kmem_list3 *l3;
3829         int node = numa_node_id();
3830
3831         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3832                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3833                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3834                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3835                 return;
3836         }
3837
3838         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
3839                 check_irq_on();
3840
3841                 /*
3842                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3843                  * have established with reasonable certainty that
3844                  * we can do some work if the lock was obtained.
3845                  */
3846                 l3 = searchp->nodelists[node];
3847
3848                 reap_alien(searchp, l3);
3849
3850                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3851
3852                 /*
3853                  * These are racy checks but it does not matter
3854                  * if we skip one check or scan twice.
3855                  */
3856                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3857                         goto next;
3858
3859                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3860
3861                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3862
3863                 if (l3->free_touched)
3864                         l3->free_touched = 0;
3865                 else {
3866                         int freed;
3867
3868                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
3869                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3870                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3871                 }
3872 next:
3873                 cond_resched();
3874         }
3875         check_irq_on();
3876         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3877         next_reap_node();
3878         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
3879         /* Set up the next iteration */
3880         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3881 }
3882
3883 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3884
3885 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3886 {
3887         /*
3888          * Output format version, so at least we can change it
3889          * without _too_ many complaints.
3890          */
3891 #if STATS
3892         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3893 #else
3894         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3895 #endif
3896         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3897                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3898         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3899         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3900 #if STATS
3901         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3902                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
3903         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3904 #endif
3905         seq_putc(m, '\n');
3906 }
3907
3908 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3909 {
3910         loff_t n = *pos;
3911         struct list_head *p;
3912
3913         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3914         if (!n)
3915                 print_slabinfo_header(m);
3916         p = cache_chain.next;
3917         while (n--) {
3918                 p = p->next;
3919                 if (p == &cache_chain)
3920                         return NULL;
3921         }
3922         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3923 }
3924
3925 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3926 {
3927         struct kmem_cache *cachep = p;
3928         ++*pos;
3929         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3930                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3931 }
3932
3933 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3934 {
3935         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3936 }
3937
3938 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3939 {
3940         struct kmem_cache *cachep = p;
3941         struct slab *slabp;
3942         unsigned long active_objs;
3943         unsigned long num_objs;
3944         unsigned long active_slabs = 0;
3945         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3946         const char *name;
3947         char *error = NULL;
3948         int node;
3949         struct kmem_list3 *l3;
3950
3951         active_objs = 0;
3952         num_slabs = 0;
3953         for_each_online_node(node) {
3954                 l3 = cachep->nodelists[node];
3955                 if (!l3)
3956                         continue;
3957
3958                 check_irq_on();
3959                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3960
3961                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
3962                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3963                                 error = "slabs_full accounting error";
3964                         active_objs += cachep->num;
3965                         active_slabs++;
3966                 }
3967                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
3968                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3969                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3970                         if (!slabp->inuse && !error)
3971                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3972                         active_objs += slabp->inuse;
3973                         active_slabs++;
3974                 }
3975                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
3976                         if (slabp->inuse && !error)
3977                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3978                         num_slabs++;
3979                 }
3980                 free_objects += l3->free_objects;
3981                 if (l3->shared)
3982                         shared_avail += l3->shared->avail;
3983
3984                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3985         }
3986         num_slabs += active_slabs;
3987         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3988         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3989                 error = "free_objects accounting error";
3990
3991         name = cachep->name;
3992         if (error)
3993                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3994
3995         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3996                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3997                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3998         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3999                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4000         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4001                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4002 #if STATS
4003         {                       /* list3 stats */
4004                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4005                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4006                 unsigned long grown = cachep->grown;
4007                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4008                 unsigned long errors = cachep->errors;
4009                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4010                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4011                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4012                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4013
4014                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4015                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4016                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4017                                 node_frees, overflows);
4018         }
4019         /* cpu stats */
4020         {
4021                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4022                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4023                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4024                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4025
4026                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4027                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4028         }
4029 #endif
4030         seq_putc(m, '\n');
4031         return 0;
4032 }
4033
4034 /*
4035  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4036  *
4037  * Output layout:
4038  * cache-name
4039  * num-active-objs
4040  * total-objs
4041  * object size
4042  * num-active-slabs
4043  * total-slabs
4044  * num-pages-per-slab
4045  * + further values on SMP and with statistics enabled
4046  */
4047
4048 struct seq_operations slabinfo_op = {
4049         .start = s_start,
4050         .next = s_next,
4051         .stop = s_stop,
4052         .show = s_show,
4053 };
4054
4055 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4056 /**
4057  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4058  * @file: unused
4059  * @buffer: user buffer
4060  * @count: data length
4061  * @ppos: unused
4062  */
4063 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4064                        size_t count, loff_t *ppos)
4065 {
4066         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4067         int limit, batchcount, shared, res;
4068         struct kmem_cache *cachep;
4069
4070         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4071                 return -EINVAL;
4072         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4073                 return -EFAULT;
4074         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4075
4076         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4077         if (!tmp)
4078                 return -EINVAL;
4079         *tmp = '\0';
4080         tmp++;
4081         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4082                 return -EINVAL;
4083
4084         /* Find the cache in the chain of caches. */
4085         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4086         res = -EINVAL;
4087         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4088                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4089                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4090                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4091                                 res = 0;
4092                         } else {
4093                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4094                                                        batchcount, shared);
4095                         }
4096                         break;
4097                 }
4098         }
4099         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4100         if (res >= 0)
4101                 res = count;
4102         return res;
4103 }
4104
4105 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4106
4107 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4108 {
4109         loff_t n = *pos;
4110         struct list_head *p;
4111
4112         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4113         p = cache_chain.next;
4114         while (n--) {
4115                 p = p->next;
4116                 if (p == &cache_chain)
4117                         return NULL;
4118         }
4119         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4120 }
4121
4122 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4123 {
4124         unsigned long *p;
4125         int l;
4126         if (!v)
4127                 return 1;
4128         l = n[1];
4129         p = n + 2;
4130         while (l) {
4131                 int i = l/2;
4132                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4133                 if (*q == v) {
4134                         q[1]++;
4135                         return 1;
4136                 }
4137                 if (*q > v) {
4138                         l = i;
4139                 } else {
4140                         p = q + 2;
4141                         l -= i + 1;
4142                 }
4143         }
4144         if (++n[1] == n[0])
4145                 return 0;
4146         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4147         p[0] = v;
4148         p[1] = 1;
4149         return 1;
4150 }
4151
4152 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4153 {
4154         void *p;
4155         int i;
4156         if (n[0] == n[1])
4157                 return;
4158         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4159                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4160                         continue;
4161                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4162                         return;
4163         }
4164 }
4165
4166 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4167 {
4168 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4169         char *modname;
4170         const char *name;
4171         unsigned long offset, size;
4172         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4173
4174         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4175
4176         if (name) {
4177                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4178                 if (modname)
4179                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4180                 return;
4181         }
4182 #endif
4183         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4184 }
4185
4186 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4187 {
4188         struct kmem_cache *cachep = p;
4189         struct slab *slabp;
4190         struct kmem_list3 *l3;
4191         const char *name;
4192         unsigned long *n = m->private;
4193         int node;
4194         int i;
4195
4196         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4197                 return 0;
4198         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4199                 return 0;
4200
4201         /* OK, we can do it */
4202
4203         n[1] = 0;
4204
4205         for_each_online_node(node) {
4206                 l3 = cachep->nodelists[node];
4207                 if (!l3)
4208                         continue;
4209
4210                 check_irq_on();
4211                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4212
4213                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4214                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4215                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4216                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4217                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4218         }
4219         name = cachep->name;
4220         if (n[0] == n[1]) {
4221                 /* Increase the buffer size */
4222                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4223                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4224                 if (!m->private) {
4225                         /* Too bad, we are really out */
4226                         m->private = n;
4227                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4228                         return -ENOMEM;
4229                 }
4230                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4231                 kfree(n);
4232                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4233                 /* Now make sure this entry will be retried */
4234                 m->count = m->size;
4235                 return 0;
4236         }
4237         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4238                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4239                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4240                 seq_putc(m, '\n');
4241         }
4242
4243         return 0;
4244 }
4245
4246 struct seq_operations slabstats_op = {
4247         .start = leaks_start,
4248         .next = s_next,
4249         .stop = s_stop,
4250         .show = leaks_show,
4251 };
4252 #endif
4253 #endif
4254
4255 /**
4256  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4257  * @objp: Pointer to the object
4258  *
4259  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4260  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4261  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4262  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4263  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4264  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4265  * must not be freed during the duration of the call.
4266  */
4267 unsigned int ksize(const void *objp)
4268 {
4269         if (unlikely(objp == NULL))
4270                 return 0;
4271
4272         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4273 }