e76eee46688619bd65c110f934cab134dd698e27
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/uaccess.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/fault-inject.h>
111 #include        <linux/rtmutex.h>
112 #include        <linux/reciprocal_div.h>
113 #include        <linux/debugobjects.h>
114
115 #include        <asm/cacheflush.h>
116 #include        <asm/tlbflush.h>
117 #include        <asm/page.h>
118
119 /*
120  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
121  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
122  *
123  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
124  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
125  *
126  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
127  */
128
129 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
130 #define DEBUG           1
131 #define STATS           1
132 #define FORCED_DEBUG    1
133 #else
134 #define DEBUG           0
135 #define STATS           0
136 #define FORCED_DEBUG    0
137 #endif
138
139 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
140 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
141 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
142
143 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
144 /*
145  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
146  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
147  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
148  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
149  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
150  * ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
151  * Note that increasing this value may disable some debug features.
152  */
153 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
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_RED_ZONE | \
174                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
175                          SLAB_CACHE_DMA | \
176                          SLAB_STORE_USER | \
177                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
178                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
179                          SLAB_DEBUG_OBJECTS)
180 #else
181 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
182                          SLAB_CACHE_DMA | \
183                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
184                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
185                          SLAB_DEBUG_OBJECTS)
186 #endif
187
188 /*
189  * kmem_bufctl_t:
190  *
191  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
192  * linked offsets.
193  *
194  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
195  * slab an object belongs to.
196  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
197  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
198  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
199  * that does not use off-slab slabs.
200  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
201  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
202  * to have too many per slab.
203  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
204  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
205  */
206
207 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
208 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
209 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
210 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
211 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
212
213 /*
214  * struct slab
215  *
216  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
217  * for a slab, or allocated from an general cache.
218  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
219  */
220 struct slab {
221         struct list_head list;
222         unsigned long colouroff;
223         void *s_mem;            /* including colour offset */
224         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225         kmem_bufctl_t free;
226         unsigned short nodeid;
227 };
228
229 /*
230  * struct slab_rcu
231  *
232  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
233  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
234  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
235  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
236  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
237  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
238  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
239  *
240  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
241  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
242  *
243  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
244  */
245 struct slab_rcu {
246         struct rcu_head head;
247         struct kmem_cache *cachep;
248         void *addr;
249 };
250
251 /*
252  * struct array_cache
253  *
254  * Purpose:
255  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
256  * - reduce the number of linked list operations
257  * - reduce spinlock operations
258  *
259  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
260  * footprint.
261  *
262  */
263 struct array_cache {
264         unsigned int avail;
265         unsigned int limit;
266         unsigned int batchcount;
267         unsigned int touched;
268         spinlock_t lock;
269         void *entry[];  /*
270                          * Must have this definition in here for the proper
271                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
272                          * the entries.
273                          */
274 };
275
276 /*
277  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
278  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
279  */
280 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
281 struct arraycache_init {
282         struct array_cache cache;
283         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
284 };
285
286 /*
287  * The slab lists for all objects.
288  */
289 struct kmem_list3 {
290         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
291         struct list_head slabs_full;
292         struct list_head slabs_free;
293         unsigned long free_objects;
294         unsigned int free_limit;
295         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
296         spinlock_t list_lock;
297         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
298         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
299         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
300         int free_touched;               /* updated without locking */
301 };
302
303 /*
304  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
305  */
306 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
307 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
308 #define CACHE_CACHE 0
309 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
310 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
311
312 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
313                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
314 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
315                         int node);
316 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
317 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
318
319 /*
320  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
321  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
322  */
323 static __always_inline int index_of(const size_t size)
324 {
325         extern void __bad_size(void);
326
327         if (__builtin_constant_p(size)) {
328                 int i = 0;
329
330 #define CACHE(x) \
331         if (size <=x) \
332                 return i; \
333         else \
334                 i++;
335 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
336 #undef CACHE
337                 __bad_size();
338         } else
339                 __bad_size();
340         return 0;
341 }
342
343 static int slab_early_init = 1;
344
345 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
346 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
347
348 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
349 {
350         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
353         parent->shared = NULL;
354         parent->alien = NULL;
355         parent->colour_next = 0;
356         spin_lock_init(&parent->list_lock);
357         parent->free_objects = 0;
358         parent->free_touched = 0;
359 }
360
361 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
362         do {                                                            \
363                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
364                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
365         } while (0)
366
367 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
368         do {                                                            \
369         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
372         } while (0)
373
374 /*
375  * struct kmem_cache
376  *
377  * manages a cache.
378  */
379
380 struct kmem_cache {
381 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
382         struct array_cache *array[NR_CPUS];
383 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
384         unsigned int batchcount;
385         unsigned int limit;
386         unsigned int shared;
387
388         unsigned int buffer_size;
389         u32 reciprocal_buffer_size;
390 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
391
392         unsigned int flags;             /* constant flags */
393         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
394
395 /* 4) cache_grow/shrink */
396         /* order of pgs per slab (2^n) */
397         unsigned int gfporder;
398
399         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
400         gfp_t gfpflags;
401
402         size_t colour;                  /* cache colouring range */
403         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
404         struct kmem_cache *slabp_cache;
405         unsigned int slab_size;
406         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
407
408         /* constructor func */
409         void (*ctor)(void *obj);
410
411 /* 5) cache creation/removal */
412         const char *name;
413         struct list_head next;
414
415 /* 6) statistics */
416 #if STATS
417         unsigned long num_active;
418         unsigned long num_allocations;
419         unsigned long high_mark;
420         unsigned long grown;
421         unsigned long reaped;
422         unsigned long errors;
423         unsigned long max_freeable;
424         unsigned long node_allocs;
425         unsigned long node_frees;
426         unsigned long node_overflow;
427         atomic_t allochit;
428         atomic_t allocmiss;
429         atomic_t freehit;
430         atomic_t freemiss;
431 #endif
432 #if DEBUG
433         /*
434          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
435          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
436          * object size including these internal fields, the following two
437          * variables contain the offset to the user object and its size.
438          */
439         int obj_offset;
440         int obj_size;
441 #endif
442         /*
443          * We put nodelists[] at the end of kmem_cache, because we want to size
444          * this array to nr_node_ids slots instead of MAX_NUMNODES
445          * (see kmem_cache_init())
446          * We still use [MAX_NUMNODES] and not [1] or [0] because cache_cache
447          * is statically defined, so we reserve the max number of nodes.
448          */
449         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
450         /*
451          * Do not add fields after nodelists[]
452          */
453 };
454
455 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
456 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
457
458 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
459 /*
460  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
461  * cpucache drain/refill cycles.
462  *
463  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
464  * which could lock up otherwise freeable slabs.
465  */
466 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
467 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
468
469 #if STATS
470 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
471 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
472 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
473 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
474 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
475 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
476         do {                                                            \
477                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
478                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
479         } while (0)
480 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
481 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
482 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
483 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
484 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
485         do {                                                            \
486                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
487                         (x)->max_freeable = i;                          \
488         } while (0)
489 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
490 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
491 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
492 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
493 #else
494 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
495 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
496 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
497 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
498 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
499 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
500 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
501 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
502 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
503 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
504 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
505 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
506 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
507 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
508 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
509 #endif
510
511 #if DEBUG
512
513 /*
514  * memory layout of objects:
515  * 0            : objp
516  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
517  *              the end of an object is aligned with the end of the real
518  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
519  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
520  *              redzone word.
521  * cachep->obj_offset: The real object.
522  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
523  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
524  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
525  */
526 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
527 {
528         return cachep->obj_offset;
529 }
530
531 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
532 {
533         return cachep->obj_size;
534 }
535
536 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
537 {
538         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
539         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
540                                       sizeof(unsigned long long));
541 }
542
543 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
544 {
545         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
546         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
547                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
548                                               sizeof(unsigned long long) -
549                                               REDZONE_ALIGN);
550         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
551                                        sizeof(unsigned long long));
552 }
553
554 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
555 {
556         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
557         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
558 }
559
560 #else
561
562 #define obj_offset(x)                   0
563 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
564 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
565 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
566 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
567
568 #endif
569
570 /*
571  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
572  */
573 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
574 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
575 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
576
577 /*
578  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
579  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
580  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
581  */
582 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
583 {
584         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
585 }
586
587 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
588 {
589         page = compound_head(page);
590         BUG_ON(!PageSlab(page));
591         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
592 }
593
594 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
595 {
596         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
597 }
598
599 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
600 {
601         BUG_ON(!PageSlab(page));
602         return (struct slab *)page->lru.prev;
603 }
604
605 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
606 {
607         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
608         return page_get_cache(page);
609 }
610
611 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
612 {
613         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
614         return page_get_slab(page);
615 }
616
617 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
618                                  unsigned int idx)
619 {
620         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
621 }
622
623 /*
624  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
625  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
626  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
627  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
628  */
629 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
630                                         const struct slab *slab, void *obj)
631 {
632         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
633         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
634 }
635
636 /*
637  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
638  */
639 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
640 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
641 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
642         CACHE(ULONG_MAX)
643 #undef CACHE
644 };
645 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
646
647 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
648 struct cache_names {
649         char *name;
650         char *name_dma;
651 };
652
653 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
654 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
655 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
656         {NULL,}
657 #undef CACHE
658 };
659
660 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
661     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
662 static struct arraycache_init initarray_generic =
663     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
664
665 /* internal cache of cache description objs */
666 static struct kmem_cache cache_cache = {
667         .batchcount = 1,
668         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
669         .shared = 1,
670         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
671         .name = "kmem_cache",
672 };
673
674 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
675
676 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
677
678 /*
679  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
680  * for other slabs "off slab".
681  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
682  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
683  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
684  *
685  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
686  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
687  * then comes back up during hotplug
688  */
689 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
690 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
691
692 static inline void init_lock_keys(void)
693
694 {
695         int q;
696         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
697
698         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
699                 for_each_node(q) {
700                         struct array_cache **alc;
701                         int r;
702                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
703                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
704                                 continue;
705                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
706                         alc = l3->alien;
707                         /*
708                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
709                          * should go away when common slab code is taught to
710                          * work even without alien caches.
711                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
712                          * for alloc_alien_cache,
713                          */
714                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
715                                 continue;
716                         for_each_node(r) {
717                                 if (alc[r])
718                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
719                                              &on_slab_alc_key);
720                         }
721                 }
722                 s++;
723         }
724 }
725 #else
726 static inline void init_lock_keys(void)
727 {
728 }
729 #endif
730
731 /*
732  * Guard access to the cache-chain.
733  */
734 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
735 static struct list_head cache_chain;
736
737 /*
738  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
739  * until the general caches are up.
740  */
741 static enum {
742         NONE,
743         PARTIAL_AC,
744         PARTIAL_L3,
745         FULL
746 } g_cpucache_up;
747
748 /*
749  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
750  */
751 int slab_is_available(void)
752 {
753         return g_cpucache_up == FULL;
754 }
755
756 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
757
758 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
759 {
760         return cachep->array[smp_processor_id()];
761 }
762
763 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
764                                                         gfp_t gfpflags)
765 {
766         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
767
768 #if DEBUG
769         /* This happens if someone tries to call
770          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
771          * the generic caches are initialized.
772          */
773         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
774 #endif
775         if (!size)
776                 return ZERO_SIZE_PTR;
777
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 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
787         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
788                 return csizep->cs_dmacachep;
789 #endif
790         return csizep->cs_cachep;
791 }
792
793 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
794 {
795         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
796 }
797
798 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
799 {
800         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
801 }
802
803 /*
804  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
805  */
806 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
807                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
808                            unsigned int *num)
809 {
810         int nr_objs;
811         size_t mgmt_size;
812         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
813
814         /*
815          * The slab management structure can be either off the slab or
816          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
817          * slab is used for:
818          *
819          * - The struct slab
820          * - One kmem_bufctl_t for each object
821          * - Padding to respect alignment of @align
822          * - @buffer_size bytes for each object
823          *
824          * If the slab management structure is off the slab, then the
825          * alignment will already be calculated into the size. Because
826          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
827          * correct alignment when allocated.
828          */
829         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
830                 mgmt_size = 0;
831                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
832
833                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
834                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
835         } else {
836                 /*
837                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
838                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
839                  * least @align. In the worst case, this result will
840                  * be one greater than the number of objects that fit
841                  * into the memory allocation when taking the padding
842                  * into account.
843                  */
844                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
845                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
846
847                 /*
848                  * This calculated number will be either the right
849                  * amount, or one greater than what we want.
850                  */
851                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
852                        > slab_size)
853                         nr_objs--;
854
855                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
856                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
857
858                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
859         }
860         *num = nr_objs;
861         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
862 }
863
864 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
865
866 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
867                         char *msg)
868 {
869         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
870                function, cachep->name, msg);
871         dump_stack();
872 }
873
874 /*
875  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
876  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
877  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
878  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
879  * line
880   */
881
882 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
883 static int numa_platform __read_mostly = 1;
884 static int __init noaliencache_setup(char *s)
885 {
886         use_alien_caches = 0;
887         return 1;
888 }
889 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
890
891 #ifdef CONFIG_NUMA
892 /*
893  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
894  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
895  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
896  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
897  */
898 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
899
900 static void init_reap_node(int cpu)
901 {
902         int node;
903
904         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
905         if (node == MAX_NUMNODES)
906                 node = first_node(node_online_map);
907
908         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
909 }
910
911 static void next_reap_node(void)
912 {
913         int node = __get_cpu_var(reap_node);
914
915         node = next_node(node, node_online_map);
916         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
917                 node = first_node(node_online_map);
918         __get_cpu_var(reap_node) = node;
919 }
920
921 #else
922 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
923 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
924 #endif
925
926 /*
927  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
928  * via the workqueue/eventd.
929  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
930  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
931  * lock.
932  */
933 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
934 {
935         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
936
937         /*
938          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
939          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
940          * at that time.
941          */
942         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
943                 init_reap_node(cpu);
944                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
945                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
946                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
947         }
948 }
949
950 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
951                                             int batchcount)
952 {
953         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
954         struct array_cache *nc = NULL;
955
956         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
957         if (nc) {
958                 nc->avail = 0;
959                 nc->limit = entries;
960                 nc->batchcount = batchcount;
961                 nc->touched = 0;
962                 spin_lock_init(&nc->lock);
963         }
964         return nc;
965 }
966
967 /*
968  * Transfer objects in one arraycache to another.
969  * Locking must be handled by the caller.
970  *
971  * Return the number of entries transferred.
972  */
973 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
974                 struct array_cache *from, unsigned int max)
975 {
976         /* Figure out how many entries to transfer */
977         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
978
979         if (!nr)
980                 return 0;
981
982         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
983                         sizeof(void *) *nr);
984
985         from->avail -= nr;
986         to->avail += nr;
987         to->touched = 1;
988         return nr;
989 }
990
991 #ifndef CONFIG_NUMA
992
993 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
994 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
995
996 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
997 {
998         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
999 }
1000
1001 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1002 {
1003 }
1004
1005 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1006 {
1007         return 0;
1008 }
1009
1010 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1011                 gfp_t flags)
1012 {
1013         return NULL;
1014 }
1015
1016 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1017                  gfp_t flags, int nodeid)
1018 {
1019         return NULL;
1020 }
1021
1022 #else   /* CONFIG_NUMA */
1023
1024 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1025 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1026
1027 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1028 {
1029         struct array_cache **ac_ptr;
1030         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1031         int i;
1032
1033         if (limit > 1)
1034                 limit = 12;
1035         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1036         if (ac_ptr) {
1037                 for_each_node(i) {
1038                         if (i == node || !node_online(i)) {
1039                                 ac_ptr[i] = NULL;
1040                                 continue;
1041                         }
1042                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1043                         if (!ac_ptr[i]) {
1044                                 for (i--; i >= 0; i--)
1045                                         kfree(ac_ptr[i]);
1046                                 kfree(ac_ptr);
1047                                 return NULL;
1048                         }
1049                 }
1050         }
1051         return ac_ptr;
1052 }
1053
1054 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1055 {
1056         int i;
1057
1058         if (!ac_ptr)
1059                 return;
1060         for_each_node(i)
1061             kfree(ac_ptr[i]);
1062         kfree(ac_ptr);
1063 }
1064
1065 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1066                                 struct array_cache *ac, int node)
1067 {
1068         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1069
1070         if (ac->avail) {
1071                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1072                 /*
1073                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1074                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1075                  * into the free lists and getting them back later.
1076                  */
1077                 if (rl3->shared)
1078                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1079
1080                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1081                 ac->avail = 0;
1082                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1083         }
1084 }
1085
1086 /*
1087  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1088  */
1089 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1090 {
1091         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1092
1093         if (l3->alien) {
1094                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1095
1096                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1097                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1098                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1099                 }
1100         }
1101 }
1102
1103 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1104                                 struct array_cache **alien)
1105 {
1106         int i = 0;
1107         struct array_cache *ac;
1108         unsigned long flags;
1109
1110         for_each_online_node(i) {
1111                 ac = alien[i];
1112                 if (ac) {
1113                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1114                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1115                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1116                 }
1117         }
1118 }
1119
1120 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1121 {
1122         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1123         int nodeid = slabp->nodeid;
1124         struct kmem_list3 *l3;
1125         struct array_cache *alien = NULL;
1126         int node;
1127
1128         node = numa_node_id();
1129
1130         /*
1131          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1132          * cache on this cpu.
1133          */
1134         if (likely(slabp->nodeid == node))
1135                 return 0;
1136
1137         l3 = cachep->nodelists[node];
1138         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1139         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1140                 alien = l3->alien[nodeid];
1141                 spin_lock(&alien->lock);
1142                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1143                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1144                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1145                 }
1146                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1147                 spin_unlock(&alien->lock);
1148         } else {
1149                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1150                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1151                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1152         }
1153         return 1;
1154 }
1155 #endif
1156
1157 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1158 {
1159         struct kmem_cache *cachep;
1160         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1161         int node = cpu_to_node(cpu);
1162         node_to_cpumask_ptr(mask, node);
1163
1164         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1165                 struct array_cache *nc;
1166                 struct array_cache *shared;
1167                 struct array_cache **alien;
1168
1169                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1170                 nc = cachep->array[cpu];
1171                 cachep->array[cpu] = NULL;
1172                 l3 = cachep->nodelists[node];
1173
1174                 if (!l3)
1175                         goto free_array_cache;
1176
1177                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1178
1179                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1180                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1181                 if (nc)
1182                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1183
1184                 if (!cpus_empty(*mask)) {
1185                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1186                         goto free_array_cache;
1187                 }
1188
1189                 shared = l3->shared;
1190                 if (shared) {
1191                         free_block(cachep, shared->entry,
1192                                    shared->avail, node);
1193                         l3->shared = NULL;
1194                 }
1195
1196                 alien = l3->alien;
1197                 l3->alien = NULL;
1198
1199                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1200
1201                 kfree(shared);
1202                 if (alien) {
1203                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1204                         free_alien_cache(alien);
1205                 }
1206 free_array_cache:
1207                 kfree(nc);
1208         }
1209         /*
1210          * In the previous loop, all the objects were freed to
1211          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1212          * shrink each nodelist to its limit.
1213          */
1214         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1215                 l3 = cachep->nodelists[node];
1216                 if (!l3)
1217                         continue;
1218                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1219         }
1220 }
1221
1222 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1223 {
1224         struct kmem_cache *cachep;
1225         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1226         int node = cpu_to_node(cpu);
1227         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1228
1229         /*
1230          * We need to do this right in the beginning since
1231          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1232          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1233          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1234          */
1235
1236         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1237                 /*
1238                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1239                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1240                  * node has not already allocated this
1241                  */
1242                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1243                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1244                         if (!l3)
1245                                 goto bad;
1246                         kmem_list3_init(l3);
1247                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1248                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1249
1250                         /*
1251                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1252                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1253                          * protection here.
1254                          */
1255                         cachep->nodelists[node] = l3;
1256                 }
1257
1258                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1259                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1260                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1261                         cachep->batchcount + cachep->num;
1262                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1263         }
1264
1265         /*
1266          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1267          * array caches
1268          */
1269         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1270                 struct array_cache *nc;
1271                 struct array_cache *shared = NULL;
1272                 struct array_cache **alien = NULL;
1273
1274                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1275                                         cachep->batchcount);
1276                 if (!nc)
1277                         goto bad;
1278                 if (cachep->shared) {
1279                         shared = alloc_arraycache(node,
1280                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1281                                 0xbaadf00d);
1282                         if (!shared) {
1283                                 kfree(nc);
1284                                 goto bad;
1285                         }
1286                 }
1287                 if (use_alien_caches) {
1288                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1289                         if (!alien) {
1290                                 kfree(shared);
1291                                 kfree(nc);
1292                                 goto bad;
1293                         }
1294                 }
1295                 cachep->array[cpu] = nc;
1296                 l3 = cachep->nodelists[node];
1297                 BUG_ON(!l3);
1298
1299                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1300                 if (!l3->shared) {
1301                         /*
1302                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1303                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1304                          */
1305                         l3->shared = shared;
1306                         shared = NULL;
1307                 }
1308 #ifdef CONFIG_NUMA
1309                 if (!l3->alien) {
1310                         l3->alien = alien;
1311                         alien = NULL;
1312                 }
1313 #endif
1314                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1315                 kfree(shared);
1316                 free_alien_cache(alien);
1317         }
1318         return 0;
1319 bad:
1320         cpuup_canceled(cpu);
1321         return -ENOMEM;
1322 }
1323
1324 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1325                                     unsigned long action, void *hcpu)
1326 {
1327         long cpu = (long)hcpu;
1328         int err = 0;
1329
1330         switch (action) {
1331         case CPU_UP_PREPARE:
1332         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1333                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1334                 err = cpuup_prepare(cpu);
1335                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1336                 break;
1337         case CPU_ONLINE:
1338         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1339                 start_cpu_timer(cpu);
1340                 break;
1341 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1342         case CPU_DOWN_PREPARE:
1343         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1344                 /*
1345                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1346                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1347                  * anything expensive but will only modify reap_work
1348                  * and reschedule the timer.
1349                 */
1350                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(reap_work, cpu));
1351                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1352                 per_cpu(reap_work, cpu).work.func = NULL;
1353                 break;
1354         case CPU_DOWN_FAILED:
1355         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1356                 start_cpu_timer(cpu);
1357                 break;
1358         case CPU_DEAD:
1359         case CPU_DEAD_FROZEN:
1360                 /*
1361                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1362                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1363                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1364                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1365                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1366                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1367                  */
1368                 /* fall through */
1369 #endif
1370         case CPU_UP_CANCELED:
1371         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1372                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1373                 cpuup_canceled(cpu);
1374                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1375                 break;
1376         }
1377         return err ? NOTIFY_BAD : NOTIFY_OK;
1378 }
1379
1380 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1381         &cpuup_callback, NULL, 0
1382 };
1383
1384 /*
1385  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1386  */
1387 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1388                         int nodeid)
1389 {
1390         struct kmem_list3 *ptr;
1391
1392         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1393         BUG_ON(!ptr);
1394
1395         local_irq_disable();
1396         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1397         /*
1398          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1399          */
1400         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1401
1402         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1403         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1404         local_irq_enable();
1405 }
1406
1407 /*
1408  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1409  * size of kmem_list3.
1410  */
1411 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1412 {
1413         int node;
1414
1415         for_each_online_node(node) {
1416                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1417                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1418                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1419                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1420         }
1421 }
1422
1423 /*
1424  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1425  * before smp_init().
1426  */
1427 void __init kmem_cache_init(void)
1428 {
1429         size_t left_over;
1430         struct cache_sizes *sizes;
1431         struct cache_names *names;
1432         int i;
1433         int order;
1434         int node;
1435
1436         if (num_possible_nodes() == 1) {
1437                 use_alien_caches = 0;
1438                 numa_platform = 0;
1439         }
1440
1441         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1442                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1443                 if (i < MAX_NUMNODES)
1444                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1445         }
1446         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1447
1448         /*
1449          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1450          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1451          */
1452         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1453                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1454
1455         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1456          * from caches that do not exist yet:
1457          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1458          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1459          *    cache_cache is statically allocated.
1460          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1461          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1462          *    array at the end of the bootstrap.
1463          * 2) Create the first kmalloc cache.
1464          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1465          *    An __init data area is used for the head array.
1466          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1467          *    head arrays.
1468          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1469          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1470          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1471          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1472          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1473          */
1474
1475         node = numa_node_id();
1476
1477         /* 1) create the cache_cache */
1478         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1479         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1480         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1481         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1482         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1483
1484         /*
1485          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1486          * can be less than MAX_NUMNODES.
1487          */
1488         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1489                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1490 #if DEBUG
1491         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1492 #endif
1493         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1494                                         cache_line_size());
1495         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1496                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1497
1498         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1499                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1500                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1501                 if (cache_cache.num)
1502                         break;
1503         }
1504         BUG_ON(!cache_cache.num);
1505         cache_cache.gfporder = order;
1506         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1507         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1508                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1509
1510         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1511         sizes = malloc_sizes;
1512         names = cache_names;
1513
1514         /*
1515          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1516          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1517          * bug.
1518          */
1519
1520         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1521                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1522                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1523                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1524                                         NULL);
1525
1526         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1527                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1528                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1529                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1530                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1531                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1532                                 NULL);
1533         }
1534
1535         slab_early_init = 0;
1536
1537         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1538                 /*
1539                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1540                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1541                  * eliminates "false sharing".
1542                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1543                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1544                  */
1545                 if (!sizes->cs_cachep) {
1546                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1547                                         sizes->cs_size,
1548                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1549                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1550                                         NULL);
1551                 }
1552 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1553                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1554                                         names->name_dma,
1555                                         sizes->cs_size,
1556                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1557                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1558                                                 SLAB_PANIC,
1559                                         NULL);
1560 #endif
1561                 sizes++;
1562                 names++;
1563         }
1564         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1565         {
1566                 struct array_cache *ptr;
1567
1568                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1569
1570                 local_irq_disable();
1571                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1572                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1573                        sizeof(struct arraycache_init));
1574                 /*
1575                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1576                  */
1577                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1578
1579                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1580                 local_irq_enable();
1581
1582                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1583
1584                 local_irq_disable();
1585                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1586                        != &initarray_generic.cache);
1587                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1588                        sizeof(struct arraycache_init));
1589                 /*
1590                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1591                  */
1592                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1593
1594                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1595                     ptr;
1596                 local_irq_enable();
1597         }
1598         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1599         {
1600                 int nid;
1601
1602                 for_each_online_node(nid) {
1603                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1604
1605                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1606                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1607
1608                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1609                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1610                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1611                         }
1612                 }
1613         }
1614
1615         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1616         {
1617                 struct kmem_cache *cachep;
1618                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1619                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1620                         if (enable_cpucache(cachep))
1621                                 BUG();
1622                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1623         }
1624
1625         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1626         init_lock_keys();
1627
1628
1629         /* Done! */
1630         g_cpucache_up = FULL;
1631
1632         /*
1633          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1634          * cpu_cache_get for all new cpus
1635          */
1636         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1637
1638         /*
1639          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1640          * of the kernel is not yet operational.
1641          */
1642 }
1643
1644 static int __init cpucache_init(void)
1645 {
1646         int cpu;
1647
1648         /*
1649          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1650          */
1651         for_each_online_cpu(cpu)
1652                 start_cpu_timer(cpu);
1653         return 0;
1654 }
1655 __initcall(cpucache_init);
1656
1657 /*
1658  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1659  *
1660  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1661  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1662  * would be relatively rare and ignorable.
1663  */
1664 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1665 {
1666         struct page *page;
1667         int nr_pages;
1668         int i;
1669
1670 #ifndef CONFIG_MMU
1671         /*
1672          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1673          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1674          */
1675         flags |= __GFP_COMP;
1676 #endif
1677
1678         flags |= cachep->gfpflags;
1679         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1680                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1681
1682         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1683         if (!page)
1684                 return NULL;
1685
1686         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1687         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1688                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1689                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1690         else
1691                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1692                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1693         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1694                 __SetPageSlab(page + i);
1695         return page_address(page);
1696 }
1697
1698 /*
1699  * Interface to system's page release.
1700  */
1701 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1702 {
1703         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1704         struct page *page = virt_to_page(addr);
1705         const unsigned long nr_freed = i;
1706
1707         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1708                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1709                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1710         else
1711                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1712                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1713         while (i--) {
1714                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1715                 __ClearPageSlab(page);
1716                 page++;
1717         }
1718         if (current->reclaim_state)
1719                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1720         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1721 }
1722
1723 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1724 {
1725         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1726         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1727
1728         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1729         if (OFF_SLAB(cachep))
1730                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1731 }
1732
1733 #if DEBUG
1734
1735 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1736 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1737                             unsigned long caller)
1738 {
1739         int size = obj_size(cachep);
1740
1741         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1742
1743         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1744                 return;
1745
1746         *addr++ = 0x12345678;
1747         *addr++ = caller;
1748         *addr++ = smp_processor_id();
1749         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1750         {
1751                 unsigned long *sptr = &caller;
1752                 unsigned long svalue;
1753
1754                 while (!kstack_end(sptr)) {
1755                         svalue = *sptr++;
1756                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1757                                 *addr++ = svalue;
1758                                 size -= sizeof(unsigned long);
1759                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1760                                         break;
1761                         }
1762                 }
1763
1764         }
1765         *addr++ = 0x87654321;
1766 }
1767 #endif
1768
1769 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1770 {
1771         int size = obj_size(cachep);
1772         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1773
1774         memset(addr, val, size);
1775         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1776 }
1777
1778 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1779 {
1780         int i;
1781         unsigned char error = 0;
1782         int bad_count = 0;
1783
1784         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1785         for (i = 0; i < limit; i++) {
1786                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1787                         error = data[offset + i];
1788                         bad_count++;
1789                 }
1790                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1791         }
1792         printk("\n");
1793
1794         if (bad_count == 1) {
1795                 error ^= POISON_FREE;
1796                 if (!(error & (error - 1))) {
1797                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1798                                         "bad RAM.\n");
1799 #ifdef CONFIG_X86
1800                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1801                                         "test tool.\n");
1802 #else
1803                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1804 #endif
1805                 }
1806         }
1807 }
1808 #endif
1809
1810 #if DEBUG
1811
1812 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1813 {
1814         int i, size;
1815         char *realobj;
1816
1817         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1818                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1819                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1820                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1821         }
1822
1823         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1824                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1825                         *dbg_userword(cachep, objp));
1826                 print_symbol("(%s)",
1827                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1828                 printk("\n");
1829         }
1830         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1831         size = obj_size(cachep);
1832         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1833                 int limit;
1834                 limit = 16;
1835                 if (i + limit > size)
1836                         limit = size - i;
1837                 dump_line(realobj, i, limit);
1838         }
1839 }
1840
1841 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1842 {
1843         char *realobj;
1844         int size, i;
1845         int lines = 0;
1846
1847         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1848         size = obj_size(cachep);
1849
1850         for (i = 0; i < size; i++) {
1851                 char exp = POISON_FREE;
1852                 if (i == size - 1)
1853                         exp = POISON_END;
1854                 if (realobj[i] != exp) {
1855                         int limit;
1856                         /* Mismatch ! */
1857                         /* Print header */
1858                         if (lines == 0) {
1859                                 printk(KERN_ERR
1860                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1861                                         cachep->name, realobj, size);
1862                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1863                         }
1864                         /* Hexdump the affected line */
1865                         i = (i / 16) * 16;
1866                         limit = 16;
1867                         if (i + limit > size)
1868                                 limit = size - i;
1869                         dump_line(realobj, i, limit);
1870                         i += 16;
1871                         lines++;
1872                         /* Limit to 5 lines */
1873                         if (lines > 5)
1874                                 break;
1875                 }
1876         }
1877         if (lines != 0) {
1878                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1879                  * exist:
1880                  */
1881                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1882                 unsigned int objnr;
1883
1884                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1885                 if (objnr) {
1886                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1887                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1888                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1889                                realobj, size);
1890                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1891                 }
1892                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1893                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1894                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1895                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1896                                realobj, size);
1897                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1898                 }
1899         }
1900 }
1901 #endif
1902
1903 #if DEBUG
1904 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1905 {
1906         int i;
1907         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1908                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1909
1910                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1911 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1912                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1913                                         OFF_SLAB(cachep))
1914                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1915                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1916                         else
1917                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1918 #else
1919                         check_poison_obj(cachep, objp);
1920 #endif
1921                 }
1922                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1923                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1924                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1925                                            "was overwritten");
1926                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1927                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1928                                            "was overwritten");
1929                 }
1930         }
1931 }
1932 #else
1933 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1934 {
1935 }
1936 #endif
1937
1938 /**
1939  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1940  * @cachep: cache pointer being destroyed
1941  * @slabp: slab pointer being destroyed
1942  *
1943  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1944  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1945  * cache-lock is not held/needed.
1946  */
1947 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1948 {
1949         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1950
1951         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
1952         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1953                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1954
1955                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1956                 slab_rcu->cachep = cachep;
1957                 slab_rcu->addr = addr;
1958                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1959         } else {
1960                 kmem_freepages(cachep, addr);
1961                 if (OFF_SLAB(cachep))
1962                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1963         }
1964 }
1965
1966 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1967 {
1968         int i;
1969         struct kmem_list3 *l3;
1970
1971         for_each_online_cpu(i)
1972             kfree(cachep->array[i]);
1973
1974         /* NUMA: free the list3 structures */
1975         for_each_online_node(i) {
1976                 l3 = cachep->nodelists[i];
1977                 if (l3) {
1978                         kfree(l3->shared);
1979                         free_alien_cache(l3->alien);
1980                         kfree(l3);
1981                 }
1982         }
1983         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1984 }
1985
1986
1987 /**
1988  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1989  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1990  * @size: size of objects to be created in this cache.
1991  * @align: required alignment for the objects.
1992  * @flags: slab allocation flags
1993  *
1994  * Also calculates the number of objects per slab.
1995  *
1996  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1997  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1998  * towards high-order requests, this should be changed.
1999  */
2000 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2001                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2002 {
2003         unsigned long offslab_limit;
2004         size_t left_over = 0;
2005         int gfporder;
2006
2007         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2008                 unsigned int num;
2009                 size_t remainder;
2010
2011                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2012                 if (!num)
2013                         continue;
2014
2015                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2016                         /*
2017                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2018                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2019                          * looping condition in cache_grow().
2020                          */
2021                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2022                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2023
2024                         if (num > offslab_limit)
2025                                 break;
2026                 }
2027
2028                 /* Found something acceptable - save it away */
2029                 cachep->num = num;
2030                 cachep->gfporder = gfporder;
2031                 left_over = remainder;
2032
2033                 /*
2034                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2035                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2036                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2037                  */
2038                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2039                         break;
2040
2041                 /*
2042                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2043                  * currently bad for the gfp()s.
2044                  */
2045                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2046                         break;
2047
2048                 /*
2049                  * Acceptable internal fragmentation?
2050                  */
2051                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2052                         break;
2053         }
2054         return left_over;
2055 }
2056
2057 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2058 {
2059         if (g_cpucache_up == FULL)
2060                 return enable_cpucache(cachep);
2061
2062         if (g_cpucache_up == NONE) {
2063                 /*
2064                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2065                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2066                  * further caches will BUG().
2067                  */
2068                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2069
2070                 /*
2071                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2072                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2073                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2074                  */
2075                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2076                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2077                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2078                 else
2079                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2080         } else {
2081                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2082                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2083
2084                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2085                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2086                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2087                 } else {
2088                         int node;
2089                         for_each_online_node(node) {
2090                                 cachep->nodelists[node] =
2091                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2092                                                 GFP_KERNEL, node);
2093                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2094                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2095                         }
2096                 }
2097         }
2098         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2099                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2100                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2101
2102         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2103         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2104         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2105         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2106         cachep->batchcount = 1;
2107         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2108         return 0;
2109 }
2110
2111 /**
2112  * kmem_cache_create - Create a cache.
2113  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2114  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2115  * @align: The required alignment for the objects.
2116  * @flags: SLAB flags
2117  * @ctor: A constructor for the objects.
2118  *
2119  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2120  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2121  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2122  *
2123  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2124  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2125  *
2126  * The flags are
2127  *
2128  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2129  * to catch references to uninitialised memory.
2130  *
2131  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2132  * for buffer overruns.
2133  *
2134  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2135  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2136  * as davem.
2137  */
2138 struct kmem_cache *
2139 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2140         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2141 {
2142         size_t left_over, slab_size, ralign;
2143         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2144
2145         /*
2146          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2147          */
2148         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2149             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2150                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __func__,
2151                                 name);
2152                 BUG();
2153         }
2154
2155         /*
2156          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2157          * cpu_online_map as well.  Please see cpuup_callback
2158          */
2159         get_online_cpus();
2160         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2161
2162         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2163                 char tmp;
2164                 int res;
2165
2166                 /*
2167                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2168                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2169                  * area of the module.  Print a warning.
2170                  */
2171                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2172                 if (res) {
2173                         printk(KERN_ERR
2174                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2175                                pc->buffer_size);
2176                         continue;
2177                 }
2178
2179                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2180                         printk(KERN_ERR
2181                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2182                         dump_stack();
2183                         goto oops;
2184                 }
2185         }
2186
2187 #if DEBUG
2188         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2189 #if FORCED_DEBUG
2190         /*
2191          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2192          * large objects, if the increased size would increase the object size
2193          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2194          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2195          */
2196         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2197                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2198                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2199         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2200                 flags |= SLAB_POISON;
2201 #endif
2202         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2203                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2204 #endif
2205         /*
2206          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2207          * isn't available.
2208          */
2209         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2210
2211         /*
2212          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2213          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2214          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2215          */
2216         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2217                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2218                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2219         }
2220
2221         /* calculate the final buffer alignment: */
2222
2223         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2224         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2225                 /*
2226                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2227                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2228                  * one cacheline.
2229                  */
2230                 ralign = cache_line_size();
2231                 while (size <= ralign / 2)
2232                         ralign /= 2;
2233         } else {
2234                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2235         }
2236
2237         /*
2238          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2239          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2240          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2241          */
2242         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2243                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2244
2245         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2246                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2247                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2248                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2249                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2250                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2251         }
2252
2253         /* 2) arch mandated alignment */
2254         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2255                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2256         }
2257         /* 3) caller mandated alignment */
2258         if (ralign < align) {
2259                 ralign = align;
2260         }
2261         /* disable debug if necessary */
2262         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2263                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2264         /*
2265          * 4) Store it.
2266          */
2267         align = ralign;
2268
2269         /* Get cache's description obj. */
2270         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, GFP_KERNEL);
2271         if (!cachep)
2272                 goto oops;
2273
2274 #if DEBUG
2275         cachep->obj_size = size;
2276
2277         /*
2278          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2279          * into align above.
2280          */
2281         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2282                 /* add space for red zone words */
2283                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2284                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2285         }
2286         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2287                 /* user store requires one word storage behind the end of
2288                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2289                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2290                  */
2291                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2292                         size += REDZONE_ALIGN;
2293                 else
2294                         size += BYTES_PER_WORD;
2295         }
2296 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2297         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2298             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2299                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2300                 size = PAGE_SIZE;
2301         }
2302 #endif
2303 #endif
2304
2305         /*
2306          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2307          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2308          * it too early on.)
2309          */
2310         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2311                 /*
2312                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2313                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2314                  */
2315                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2316
2317         size = ALIGN(size, align);
2318
2319         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2320
2321         if (!cachep->num) {
2322                 printk(KERN_ERR
2323                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2324                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2325                 cachep = NULL;
2326                 goto oops;
2327         }
2328         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2329                           + sizeof(struct slab), align);
2330
2331         /*
2332          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2333          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2334          */
2335         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2336                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2337                 left_over -= slab_size;
2338         }
2339
2340         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2341                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2342                 slab_size =
2343                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2344         }
2345
2346         cachep->colour_off = cache_line_size();
2347         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2348         if (cachep->colour_off < align)
2349                 cachep->colour_off = align;
2350         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2351         cachep->slab_size = slab_size;
2352         cachep->flags = flags;
2353         cachep->gfpflags = 0;
2354         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2355                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2356         cachep->buffer_size = size;
2357         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2358
2359         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2360                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2361                 /*
2362                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2363                  * But since we go off slab only for object size greater than
2364                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2365                  * this should not happen at all.
2366                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2367                  */
2368                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2369         }
2370         cachep->ctor = ctor;
2371         cachep->name = name;
2372
2373         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2374                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2375                 cachep = NULL;
2376                 goto oops;
2377         }
2378
2379         /* cache setup completed, link it into the list */
2380         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2381 oops:
2382         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2383                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2384                       name);
2385         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2386         put_online_cpus();
2387         return cachep;
2388 }
2389 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2390
2391 #if DEBUG
2392 static void check_irq_off(void)
2393 {
2394         BUG_ON(!irqs_disabled());
2395 }
2396
2397 static void check_irq_on(void)
2398 {
2399         BUG_ON(irqs_disabled());
2400 }
2401
2402 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2403 {
2404 #ifdef CONFIG_SMP
2405         check_irq_off();
2406         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2407 #endif
2408 }
2409
2410 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2411 {
2412 #ifdef CONFIG_SMP
2413         check_irq_off();
2414         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2415 #endif
2416 }
2417
2418 #else
2419 #define check_irq_off() do { } while(0)
2420 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2421 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2422 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2423 #endif
2424
2425 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2426                         struct array_cache *ac,
2427                         int force, int node);
2428
2429 static void do_drain(void *arg)
2430 {
2431         struct kmem_cache *cachep = arg;
2432         struct array_cache *ac;
2433         int node = numa_node_id();
2434
2435         check_irq_off();
2436         ac = cpu_cache_get(cachep);
2437         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2438         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2439         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2440         ac->avail = 0;
2441 }
2442
2443 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2444 {
2445         struct kmem_list3 *l3;
2446         int node;
2447
2448         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2449         check_irq_on();
2450         for_each_online_node(node) {
2451                 l3 = cachep->nodelists[node];
2452                 if (l3 && l3->alien)
2453                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2454         }
2455
2456         for_each_online_node(node) {
2457                 l3 = cachep->nodelists[node];
2458                 if (l3)
2459                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2460         }
2461 }
2462
2463 /*
2464  * Remove slabs from the list of free slabs.
2465  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2466  *
2467  * Returns the actual number of slabs released.
2468  */
2469 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2470                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2471 {
2472         struct list_head *p;
2473         int nr_freed;
2474         struct slab *slabp;
2475
2476         nr_freed = 0;
2477         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2478
2479                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2480                 p = l3->slabs_free.prev;
2481                 if (p == &l3->slabs_free) {
2482                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2483                         goto out;
2484                 }
2485
2486                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2487 #if DEBUG
2488                 BUG_ON(slabp->inuse);
2489 #endif
2490                 list_del(&slabp->list);
2491                 /*
2492                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2493                  * to the cache.
2494                  */
2495                 l3->free_objects -= cache->num;
2496                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2497                 slab_destroy(cache, slabp);
2498                 nr_freed++;
2499         }
2500 out:
2501         return nr_freed;
2502 }
2503
2504 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2505 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2506 {
2507         int ret = 0, i = 0;
2508         struct kmem_list3 *l3;
2509
2510         drain_cpu_caches(cachep);
2511
2512         check_irq_on();
2513         for_each_online_node(i) {
2514                 l3 = cachep->nodelists[i];
2515                 if (!l3)
2516                         continue;
2517
2518                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2519
2520                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2521                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2522         }
2523         return (ret ? 1 : 0);
2524 }
2525
2526 /**
2527  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2528  * @cachep: The cache to shrink.
2529  *
2530  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2531  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2532  */
2533 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2534 {
2535         int ret;
2536         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2537
2538         get_online_cpus();
2539         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2540         ret = __cache_shrink(cachep);
2541         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2542         put_online_cpus();
2543         return ret;
2544 }
2545 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2546
2547 /**
2548  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2549  * @cachep: the cache to destroy
2550  *
2551  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2552  *
2553  * It is expected this function will be called by a module when it is
2554  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2555  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2556  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2557  *
2558  * The cache must be empty before calling this function.
2559  *
2560  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2561  * during the kmem_cache_destroy().
2562  */
2563 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2564 {
2565         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2566
2567         /* Find the cache in the chain of caches. */
2568         get_online_cpus();
2569         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2570         /*
2571          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2572          */
2573         list_del(&cachep->next);
2574         if (__cache_shrink(cachep)) {
2575                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2576                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2577                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2578                 put_online_cpus();
2579                 return;
2580         }
2581
2582         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2583                 synchronize_rcu();
2584
2585         __kmem_cache_destroy(cachep);
2586         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2587         put_online_cpus();
2588 }
2589 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2590
2591 /*
2592  * Get the memory for a slab management obj.
2593  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2594  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2595  * come from the same cache which is getting created because,
2596  * when we are searching for an appropriate cache for these
2597  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2598  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2599  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2600  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2601  */
2602 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2603                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2604                                    int nodeid)
2605 {
2606         struct slab *slabp;
2607
2608         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2609                 /* Slab management obj is off-slab. */
2610                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2611                                               local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2612                 if (!slabp)
2613                         return NULL;
2614         } else {
2615                 slabp = objp + colour_off;
2616                 colour_off += cachep->slab_size;
2617         }
2618         slabp->inuse = 0;
2619         slabp->colouroff = colour_off;
2620         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2621         slabp->nodeid = nodeid;
2622         slabp->free = 0;
2623         return slabp;
2624 }
2625
2626 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2627 {
2628         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2629 }
2630
2631 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2632                             struct slab *slabp)
2633 {
2634         int i;
2635
2636         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2637                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2638 #if DEBUG
2639                 /* need to poison the objs? */
2640                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2641                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2642                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2643                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2644
2645                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2646                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2647                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2648                 }
2649                 /*
2650                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2651                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2652                  * They must also be threaded.
2653                  */
2654                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2655                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2656
2657                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2658                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2659                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2660                                            " end of an object");
2661                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2662                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2663                                            " start of an object");
2664                 }
2665                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2666                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2667                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2668                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2669 #else
2670                 if (cachep->ctor)
2671                         cachep->ctor(objp);
2672 #endif
2673                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2674         }
2675         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2676 }
2677
2678 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2679 {
2680         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2681                 if (flags & GFP_DMA)
2682                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2683                 else
2684                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2685         }
2686 }
2687
2688 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2689                                 int nodeid)
2690 {
2691         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2692         kmem_bufctl_t next;
2693
2694         slabp->inuse++;
2695         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2696 #if DEBUG
2697         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2698         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2699 #endif
2700         slabp->free = next;
2701
2702         return objp;
2703 }
2704
2705 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2706                                 void *objp, int nodeid)
2707 {
2708         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2709
2710 #if DEBUG
2711         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2712         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2713
2714         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2715                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2716                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2717                 BUG();
2718         }
2719 #endif
2720         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2721         slabp->free = objnr;
2722         slabp->inuse--;
2723 }
2724
2725 /*
2726  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2727  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2728  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2729  */
2730 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2731                            void *addr)
2732 {
2733         int nr_pages;
2734         struct page *page;
2735
2736         page = virt_to_page(addr);
2737
2738         nr_pages = 1;
2739         if (likely(!PageCompound(page)))
2740                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2741
2742         do {
2743                 page_set_cache(page, cache);
2744                 page_set_slab(page, slab);
2745                 page++;
2746         } while (--nr_pages);
2747 }
2748
2749 /*
2750  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2751  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2752  */
2753 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2754                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2755 {
2756         struct slab *slabp;
2757         size_t offset;
2758         gfp_t local_flags;
2759         struct kmem_list3 *l3;
2760
2761         /*
2762          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2763          * critical path in kmem_cache_alloc().
2764          */
2765         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2766         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2767
2768         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2769         check_irq_off();
2770         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2771         spin_lock(&l3->list_lock);
2772
2773         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2774         offset = l3->colour_next;
2775         l3->colour_next++;
2776         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2777                 l3->colour_next = 0;
2778         spin_unlock(&l3->list_lock);
2779
2780         offset *= cachep->colour_off;
2781
2782         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2783                 local_irq_enable();
2784
2785         /*
2786          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2787          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2788          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2789          * will eventually be caught here (where it matters).
2790          */
2791         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2792
2793         /*
2794          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2795          * 'nodeid'.
2796          */
2797         if (!objp)
2798                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2799         if (!objp)
2800                 goto failed;
2801
2802         /* Get slab management. */
2803         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2804                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2805         if (!slabp)
2806                 goto opps1;
2807
2808         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2809
2810         cache_init_objs(cachep, slabp);
2811
2812         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2813                 local_irq_disable();
2814         check_irq_off();
2815         spin_lock(&l3->list_lock);
2816
2817         /* Make slab active. */
2818         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2819         STATS_INC_GROWN(cachep);
2820         l3->free_objects += cachep->num;
2821         spin_unlock(&l3->list_lock);
2822         return 1;
2823 opps1:
2824         kmem_freepages(cachep, objp);
2825 failed:
2826         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2827                 local_irq_disable();
2828         return 0;
2829 }
2830
2831 #if DEBUG
2832
2833 /*
2834  * Perform extra freeing checks:
2835  * - detect bad pointers.
2836  * - POISON/RED_ZONE checking
2837  */
2838 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2839 {
2840         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2841                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2842                        (unsigned long)objp);
2843                 BUG();
2844         }
2845 }
2846
2847 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2848 {
2849         unsigned long long redzone1, redzone2;
2850
2851         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2852         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2853
2854         /*
2855          * Redzone is ok.
2856          */
2857         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2858                 return;
2859
2860         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2861                 slab_error(cache, "double free detected");
2862         else
2863                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2864
2865         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2866                         obj, redzone1, redzone2);
2867 }
2868
2869 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2870                                    void *caller)
2871 {
2872         struct page *page;
2873         unsigned int objnr;
2874         struct slab *slabp;
2875
2876         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2877
2878         objp -= obj_offset(cachep);
2879         kfree_debugcheck(objp);
2880         page = virt_to_head_page(objp);
2881
2882         slabp = page_get_slab(page);
2883
2884         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2885                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2886                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2887                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2888         }
2889         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2890                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2891
2892         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2893
2894         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2895         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2896
2897 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2898         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2899 #endif
2900         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2901 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2902                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2903                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2904                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2905                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2906                 } else {
2907                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2908                 }
2909 #else
2910                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2911 #endif
2912         }
2913         return objp;
2914 }
2915
2916 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2917 {
2918         kmem_bufctl_t i;
2919         int entries = 0;
2920
2921         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2922         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2923                 entries++;
2924                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2925                         goto bad;
2926         }
2927         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2928 bad:
2929                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2930                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2931                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2932                 for (i = 0;
2933                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2934                      i++) {
2935                         if (i % 16 == 0)
2936                                 printk("\n%03x:", i);
2937                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2938                 }
2939                 printk("\n");
2940                 BUG();
2941         }
2942 }
2943 #else
2944 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2945 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2946 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2947 #endif
2948
2949 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2950 {
2951         int batchcount;
2952         struct kmem_list3 *l3;
2953         struct array_cache *ac;
2954         int node;
2955
2956 retry:
2957         check_irq_off();
2958         node = numa_node_id();
2959         ac = cpu_cache_get(cachep);
2960         batchcount = ac->batchcount;
2961         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2962                 /*
2963                  * If there was little recent activity on this cache, then
2964                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2965                  * refill bouncing.
2966                  */
2967                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2968         }
2969         l3 = cachep->nodelists[node];
2970
2971         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2972         spin_lock(&l3->list_lock);
2973
2974         /* See if we can refill from the shared array */
2975         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2976                 goto alloc_done;
2977
2978         while (batchcount > 0) {
2979                 struct list_head *entry;
2980                 struct slab *slabp;
2981                 /* Get slab alloc is to come from. */
2982                 entry = l3->slabs_partial.next;
2983                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2984                         l3->free_touched = 1;
2985                         entry = l3->slabs_free.next;
2986                         if (entry == &l3->slabs_free)
2987                                 goto must_grow;
2988                 }
2989
2990                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2991                 check_slabp(cachep, slabp);
2992                 check_spinlock_acquired(cachep);
2993
2994                 /*
2995                  * The slab was either on partial or free list so
2996                  * there must be at least one object available for
2997                  * allocation.
2998                  */
2999                 BUG_ON(slabp->inuse < 0 || slabp->inuse >= cachep->num);
3000
3001                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3002                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3003                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3004                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3005
3006                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3007                                                             node);
3008                 }
3009                 check_slabp(cachep, slabp);
3010
3011                 /* move slabp to correct slabp list: */
3012                 list_del(&slabp->list);
3013                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3014                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3015                 else
3016                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3017         }
3018
3019 must_grow:
3020         l3->free_objects -= ac->avail;
3021 alloc_done:
3022         spin_unlock(&l3->list_lock);
3023
3024         if (unlikely(!ac->avail)) {
3025                 int x;
3026                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3027
3028                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3029                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3030                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3031                         return NULL;
3032
3033                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3034                         goto retry;
3035         }
3036         ac->touched = 1;
3037         return ac->entry[--ac->avail];
3038 }
3039
3040 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3041                                                 gfp_t flags)
3042 {
3043         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3044 #if DEBUG
3045         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3046 #endif
3047 }
3048
3049 #if DEBUG
3050 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3051                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3052 {
3053         if (!objp)
3054                 return objp;
3055         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3056 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3057                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3058                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3059                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3060                 else
3061                         check_poison_obj(cachep, objp);
3062 #else
3063                 check_poison_obj(cachep, objp);
3064 #endif
3065                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3066         }
3067         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3068                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3069
3070         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3071                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3072                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3073                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3074                                                 " object was overwritten");
3075                         printk(KERN_ERR
3076                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3077                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3078                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3079                 }
3080                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3081                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3082         }
3083 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3084         {
3085                 struct slab *slabp;
3086                 unsigned objnr;
3087
3088                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3089                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3090                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3091         }
3092 #endif
3093         objp += obj_offset(cachep);
3094         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3095                 cachep->ctor(objp);
3096 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3097         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3098                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3099                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3100         }
3101 #endif
3102         return objp;
3103 }
3104 #else
3105 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3106 #endif
3107
3108 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
3109
3110 static struct failslab_attr {
3111
3112         struct fault_attr attr;
3113
3114         u32 ignore_gfp_wait;
3115 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3116         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
3117 #endif
3118
3119 } failslab = {
3120         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
3121         .ignore_gfp_wait = 1,
3122 };
3123
3124 static int __init setup_failslab(char *str)
3125 {
3126         return setup_fault_attr(&failslab.attr, str);
3127 }
3128 __setup("failslab=", setup_failslab);
3129
3130 static int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3131 {
3132         if (cachep == &cache_cache)
3133                 return 0;
3134         if (flags & __GFP_NOFAIL)
3135                 return 0;
3136         if (failslab.ignore_gfp_wait && (flags & __GFP_WAIT))
3137                 return 0;
3138
3139         return should_fail(&failslab.attr, obj_size(cachep));
3140 }
3141
3142 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3143
3144 static int __init failslab_debugfs(void)
3145 {
3146         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
3147         struct dentry *dir;
3148         int err;
3149
3150         err = init_fault_attr_dentries(&failslab.attr, "failslab");
3151         if (err)
3152                 return err;
3153         dir = failslab.attr.dentries.dir;
3154
3155         failslab.ignore_gfp_wait_file =
3156                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
3157                                       &failslab.ignore_gfp_wait);
3158
3159         if (!failslab.ignore_gfp_wait_file) {
3160                 err = -ENOMEM;
3161                 debugfs_remove(failslab.ignore_gfp_wait_file);
3162                 cleanup_fault_attr_dentries(&failslab.attr);
3163         }
3164
3165         return err;
3166 }
3167
3168 late_initcall(failslab_debugfs);
3169
3170 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
3171
3172 #else /* CONFIG_FAILSLAB */
3173
3174 static inline int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3175 {
3176         return 0;
3177 }
3178
3179 #endif /* CONFIG_FAILSLAB */
3180
3181 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3182 {
3183         void *objp;
3184         struct array_cache *ac;
3185
3186         check_irq_off();
3187
3188         ac = cpu_cache_get(cachep);
3189         if (likely(ac->avail)) {
3190                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3191                 ac->touched = 1;
3192                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3193         } else {
3194                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3195                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3196         }
3197         return objp;
3198 }
3199
3200 #ifdef CONFIG_NUMA
3201 /*
3202  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3203  *
3204  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3205  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3206  */
3207 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3208 {
3209         int nid_alloc, nid_here;
3210
3211         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3212                 return NULL;
3213         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3214         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3215                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3216         else if (current->mempolicy)
3217                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3218         if (nid_alloc != nid_here)
3219                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3220         return NULL;
3221 }
3222
3223 /*
3224  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3225  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3226  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3227  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3228  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3229  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3230  */
3231 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3232 {
3233         struct zonelist *zonelist;
3234         gfp_t local_flags;
3235         struct zoneref *z;
3236         struct zone *zone;
3237         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3238         void *obj = NULL;
3239         int nid;
3240
3241         if (flags & __GFP_THISNODE)
3242                 return NULL;
3243
3244         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
3245         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3246
3247 retry:
3248         /*
3249          * Look through allowed nodes for objects available
3250          * from existing per node queues.
3251          */
3252         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3253                 nid = zone_to_nid(zone);
3254
3255                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3256                         cache->nodelists[nid] &&
3257                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3258                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3259                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3260                                 if (obj)
3261                                         break;
3262                 }
3263         }
3264
3265         if (!obj) {
3266                 /*
3267                  * This allocation will be performed within the constraints
3268                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3269                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3270                  * set and go into memory reserves if necessary.
3271                  */
3272                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3273                         local_irq_enable();
3274                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3275                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, -1);
3276                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3277                         local_irq_disable();
3278                 if (obj) {
3279                         /*
3280                          * Insert into the appropriate per node queues
3281                          */
3282                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3283                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3284                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3285                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3286                                 if (!obj)
3287                                         /*
3288                                          * Another processor may allocate the
3289                                          * objects in the slab since we are
3290                                          * not holding any locks.
3291                                          */
3292                                         goto retry;
3293                         } else {
3294                                 /* cache_grow already freed obj */
3295                                 obj = NULL;
3296                         }
3297                 }
3298         }
3299         return obj;
3300 }
3301
3302 /*
3303  * A interface to enable slab creation on nodeid
3304  */
3305 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3306                                 int nodeid)
3307 {
3308         struct list_head *entry;
3309         struct slab *slabp;
3310         struct kmem_list3 *l3;
3311         void *obj;
3312         int x;
3313
3314         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3315         BUG_ON(!l3);
3316
3317 retry:
3318         check_irq_off();
3319         spin_lock(&l3->list_lock);
3320         entry = l3->slabs_partial.next;
3321         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3322                 l3->free_touched = 1;
3323                 entry = l3->slabs_free.next;
3324                 if (entry == &l3->slabs_free)
3325                         goto must_grow;
3326         }
3327
3328         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3329         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3330         check_slabp(cachep, slabp);
3331
3332         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3333         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3334         STATS_SET_HIGH(cachep);
3335
3336         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3337
3338         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3339         check_slabp(cachep, slabp);
3340         l3->free_objects--;
3341         /* move slabp to correct slabp list: */
3342         list_del(&slabp->list);
3343
3344         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3345                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3346         else
3347                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3348
3349         spin_unlock(&l3->list_lock);
3350         goto done;
3351
3352 must_grow:
3353         spin_unlock(&l3->list_lock);
3354         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3355         if (x)
3356                 goto retry;
3357
3358         return fallback_alloc(cachep, flags);
3359
3360 done:
3361         return obj;
3362 }
3363
3364 /**
3365  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3366  * @cachep: The cache to allocate from.
3367  * @flags: See kmalloc().
3368  * @nodeid: node number of the target node.
3369  * @caller: return address of caller, used for debug information
3370  *
3371  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3372  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3373  *
3374  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3375  */
3376 static __always_inline void *
3377 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3378                    void *caller)
3379 {
3380         unsigned long save_flags;
3381         void *ptr;
3382
3383         if (should_failslab(cachep, flags))
3384                 return NULL;
3385
3386         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3387         local_irq_save(save_flags);
3388
3389         if (unlikely(nodeid == -1))
3390                 nodeid = numa_node_id();
3391
3392         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3393                 /* Node not bootstrapped yet */
3394                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3395                 goto out;
3396         }
3397
3398         if (nodeid == numa_node_id()) {
3399                 /*
3400                  * Use the locally cached objects if possible.
3401                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3402                  * to other nodes. It may fail while we still have
3403                  * objects on other nodes available.
3404                  */
3405                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3406                 if (ptr)
3407                         goto out;
3408         }
3409         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3410         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3411   out:
3412         local_irq_restore(save_flags);
3413         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3414
3415         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3416                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3417
3418         return ptr;
3419 }
3420
3421 static __always_inline void *
3422 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3423 {
3424         void *objp;
3425
3426         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3427                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3428                 if (objp)
3429                         goto out;
3430         }
3431         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3432
3433         /*
3434          * We may just have run out of memory on the local node.
3435          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3436          */
3437         if (!objp)
3438                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3439
3440   out:
3441         return objp;
3442 }
3443 #else
3444
3445 static __always_inline void *
3446 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3447 {
3448         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3449 }
3450
3451 #endif /* CONFIG_NUMA */
3452
3453 static __always_inline void *
3454 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3455 {
3456         unsigned long save_flags;
3457         void *objp;
3458
3459         if (should_failslab(cachep, flags))
3460                 return NULL;
3461
3462         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3463         local_irq_save(save_flags);
3464         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3465         local_irq_restore(save_flags);
3466         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3467         prefetchw(objp);
3468
3469         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3470                 memset(objp, 0, obj_size(cachep));
3471
3472         return objp;
3473 }
3474
3475 /*
3476  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3477  */
3478 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3479                        int node)
3480 {
3481         int i;
3482         struct kmem_list3 *l3;
3483
3484         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3485                 void *objp = objpp[i];
3486                 struct slab *slabp;
3487
3488                 slabp = virt_to_slab(objp);
3489                 l3 = cachep->nodelists[node];
3490                 list_del(&slabp->list);
3491                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3492                 check_slabp(cachep, slabp);
3493                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3494                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3495                 l3->free_objects++;
3496                 check_slabp(cachep, slabp);
3497
3498                 /* fixup slab chains */
3499                 if (slabp->inuse == 0) {
3500                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3501                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3502                                 /* No need to drop any previously held
3503                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3504                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3505                                  * a different cache, refer to comments before
3506                                  * alloc_slabmgmt.
3507                                  */
3508                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3509                         } else {
3510                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3511                         }
3512                 } else {
3513                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3514                          * partial list on free - maximum time for the
3515                          * other objects to be freed, too.
3516                          */
3517                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3518                 }
3519         }
3520 }
3521
3522 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3523 {
3524         int batchcount;
3525         struct kmem_list3 *l3;
3526         int node = numa_node_id();
3527
3528         batchcount = ac->batchcount;
3529 #if DEBUG
3530         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3531 #endif
3532         check_irq_off();
3533         l3 = cachep->nodelists[node];
3534         spin_lock(&l3->list_lock);
3535         if (l3->shared) {
3536                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3537                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3538                 if (max) {
3539                         if (batchcount > max)
3540                                 batchcount = max;
3541                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3542                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3543                         shared_array->avail += batchcount;
3544                         goto free_done;
3545                 }
3546         }
3547
3548         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3549 free_done:
3550 #if STATS
3551         {
3552                 int i = 0;
3553                 struct list_head *p;
3554
3555                 p = l3->slabs_free.next;
3556                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3557                         struct slab *slabp;
3558
3559                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3560                         BUG_ON(slabp->inuse);
3561
3562                         i++;
3563                         p = p->next;
3564                 }
3565                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3566         }
3567 #endif
3568         spin_unlock(&l3->list_lock);
3569         ac->avail -= batchcount;
3570         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3571 }
3572
3573 /*
3574  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3575  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3576  */
3577 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3578 {
3579         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3580
3581         check_irq_off();
3582         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3583
3584         /*
3585          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3586          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3587          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3588          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3589          * the cache.
3590          */
3591         if (numa_platform && cache_free_alien(cachep, objp))
3592                 return;
3593
3594         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3595                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3596                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3597                 return;
3598         } else {
3599                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3600                 cache_flusharray(cachep, ac);
3601                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3602         }
3603 }
3604
3605 /**
3606  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3607  * @cachep: The cache to allocate from.
3608  * @flags: See kmalloc().
3609  *
3610  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3611  * if the cache has no available objects.
3612  */
3613 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3614 {
3615         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3616 }
3617 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3618
3619 /**
3620  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might be a slab entry.
3621  * @cachep: the cache we're checking against
3622  * @ptr: pointer to validate
3623  *
3624  * This verifies that the untrusted pointer looks sane;
3625  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3626  * part of the slab cache in question, but it at least
3627  * validates that the pointer can be dereferenced and
3628  * looks half-way sane.
3629  *
3630  * Currently only used for dentry validation.
3631  */
3632 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3633 {
3634         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3635         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3636         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3637         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3638         struct page *page;
3639
3640         if (unlikely(addr < min_addr))
3641                 goto out;
3642         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3643                 goto out;
3644         if (unlikely(addr & align_mask))
3645                 goto out;
3646         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3647                 goto out;
3648         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3649                 goto out;
3650         page = virt_to_page(ptr);
3651         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3652                 goto out;
3653         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3654                 goto out;
3655         return 1;
3656 out:
3657         return 0;
3658 }
3659
3660 #ifdef CONFIG_NUMA
3661 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3662 {
3663         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3664                         __builtin_return_address(0));
3665 }
3666 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3667
3668 static __always_inline void *
3669 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3670 {
3671         struct kmem_cache *cachep;
3672
3673         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3674         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3675                 return cachep;
3676         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3677 }
3678
3679 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3680 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3681 {
3682         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3683                         __builtin_return_address(0));
3684 }
3685 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3686
3687 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3688                 int node, void *caller)
3689 {
3690         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3691 }
3692 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3693 #else
3694 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3695 {
3696         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3697 }
3698 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3699 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3700 #endif /* CONFIG_NUMA */
3701
3702 /**
3703  * __do_kmalloc - allocate memory
3704  * @size: how many bytes of memory are required.
3705  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3706  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3707  */
3708 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3709                                           void *caller)
3710 {
3711         struct kmem_cache *cachep;
3712
3713         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3714          * __ with kmem_.
3715          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3716          * functions.
3717          */
3718         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3719         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3720                 return cachep;
3721         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3722 }
3723
3724
3725 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3726 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3727 {
3728         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3729 }
3730 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3731
3732 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3733 {
3734         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3735 }
3736 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3737
3738 #else
3739 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3740 {
3741         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3742 }
3743 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3744 #endif
3745
3746 /**
3747  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3748  * @cachep: The cache the allocation was from.
3749  * @objp: The previously allocated object.
3750  *
3751  * Free an object which was previously allocated from this
3752  * cache.
3753  */
3754 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3755 {
3756         unsigned long flags;
3757
3758         local_irq_save(flags);
3759         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3760         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3761                 debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(cachep));
3762         __cache_free(cachep, objp);
3763         local_irq_restore(flags);
3764 }
3765 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3766
3767 /**
3768  * kfree - free previously allocated memory
3769  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3770  *
3771  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3772  *
3773  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3774  * or you will run into trouble.
3775  */
3776 void kfree(const void *objp)
3777 {
3778         struct kmem_cache *c;
3779         unsigned long flags;
3780
3781         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3782                 return;
3783         local_irq_save(flags);
3784         kfree_debugcheck(objp);
3785         c = virt_to_cache(objp);
3786         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3787         debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(c));
3788         __cache_free(c, (void *)objp);
3789         local_irq_restore(flags);
3790 }
3791 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3792
3793 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3794 {
3795         return obj_size(cachep);
3796 }
3797 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3798
3799 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3800 {
3801         return cachep->name;
3802 }
3803 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3804
3805 /*
3806  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3807  */
3808 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3809 {
3810         int node;
3811         struct kmem_list3 *l3;
3812         struct array_cache *new_shared;
3813         struct array_cache **new_alien = NULL;
3814
3815         for_each_online_node(node) {
3816
3817                 if (use_alien_caches) {
3818                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3819                         if (!new_alien)
3820                                 goto fail;
3821                 }
3822
3823                 new_shared = NULL;
3824                 if (cachep->shared) {
3825                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3826                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3827                                         0xbaadf00d);
3828                         if (!new_shared) {
3829                                 free_alien_cache(new_alien);
3830                                 goto fail;
3831                         }
3832                 }
3833
3834                 l3 = cachep->nodelists[node];
3835                 if (l3) {
3836                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3837
3838                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3839
3840                         if (shared)
3841                                 free_block(cachep, shared->entry,
3842                                                 shared->avail, node);
3843
3844                         l3->shared = new_shared;
3845                         if (!l3->alien) {
3846                                 l3->alien = new_alien;
3847                                 new_alien = NULL;
3848                         }
3849                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3850                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3851                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3852                         kfree(shared);
3853                         free_alien_cache(new_alien);
3854                         continue;
3855                 }
3856                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3857                 if (!l3) {
3858                         free_alien_cache(new_alien);
3859                         kfree(new_shared);
3860                         goto fail;
3861                 }
3862
3863                 kmem_list3_init(l3);
3864                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3865                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3866                 l3->shared = new_shared;
3867                 l3->alien = new_alien;
3868                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3869                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3870                 cachep->nodelists[node] = l3;
3871         }
3872         return 0;
3873
3874 fail:
3875         if (!cachep->next.next) {
3876                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3877                 node--;
3878                 while (node >= 0) {
3879                         if (cachep->nodelists[node]) {
3880                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3881
3882                                 kfree(l3->shared);
3883                                 free_alien_cache(l3->alien);
3884                                 kfree(l3);
3885                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3886                         }
3887                         node--;
3888                 }
3889         }
3890         return -ENOMEM;
3891 }
3892
3893 struct ccupdate_struct {
3894         struct kmem_cache *cachep;
3895         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3896 };
3897
3898 static void do_ccupdate_local(void *info)
3899 {
3900         struct ccupdate_struct *new = info;
3901         struct array_cache *old;
3902
3903         check_irq_off();
3904         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3905
3906         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3907         new->new[smp_processor_id()] = old;
3908 }
3909
3910 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3911 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3912                                 int batchcount, int shared)
3913 {
3914         struct ccupdate_struct *new;
3915         int i;
3916
3917         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3918         if (!new)
3919                 return -ENOMEM;
3920
3921         for_each_online_cpu(i) {
3922                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3923                                                 batchcount);
3924                 if (!new->new[i]) {
3925                         for (i--; i >= 0; i--)
3926                                 kfree(new->new[i]);
3927                         kfree(new);
3928                         return -ENOMEM;
3929                 }
3930         }
3931         new->cachep = cachep;
3932
3933         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3934
3935         check_irq_on();
3936         cachep->batchcount = batchcount;
3937         cachep->limit = limit;
3938         cachep->shared = shared;
3939
3940         for_each_online_cpu(i) {
3941                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3942                 if (!ccold)
3943                         continue;
3944                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3945                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3946                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3947                 kfree(ccold);
3948         }
3949         kfree(new);
3950         return alloc_kmemlist(cachep);
3951 }
3952
3953 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3954 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3955 {
3956         int err;
3957         int limit, shared;
3958
3959         /*
3960          * The head array serves three purposes:
3961          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3962          * - reduce the number of spinlock operations.
3963          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3964          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3965          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3966          * Bonwick.
3967          */
3968         if (cachep->buffer_size > 131072)
3969                 limit = 1;
3970         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3971                 limit = 8;
3972         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3973                 limit = 24;
3974         else if (cachep->buffer_size > 256)
3975                 limit = 54;
3976         else
3977                 limit = 120;
3978
3979         /*
3980          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3981          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3982          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3983          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3984          * replaces Bonwick's magazine layer.
3985          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3986          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3987          */
3988         shared = 0;
3989         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3990                 shared = 8;
3991
3992 #if DEBUG
3993         /*
3994          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3995          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3996          */
3997         if (limit > 32)
3998                 limit = 32;
3999 #endif
4000         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
4001         if (err)
4002                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4003                        cachep->name, -err);
4004         return err;
4005 }
4006
4007 /*
4008  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4009  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4010  * if drain_array() is used on the shared array.
4011  */
4012 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4013                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4014 {
4015         int tofree;
4016
4017         if (!ac || !ac->avail)
4018                 return;
4019         if (ac->touched && !force) {
4020                 ac->touched = 0;
4021         } else {
4022                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4023                 if (ac->avail) {
4024                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4025                         if (tofree > ac->avail)
4026                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4027                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4028                         ac->avail -= tofree;
4029                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4030                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4031                 }
4032                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4033         }
4034 }
4035
4036 /**
4037  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4038  * @w: work descriptor
4039  *
4040  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4041  * Purpose:
4042  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4043  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4044  *
4045  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4046  * again on the next iteration.
4047  */
4048 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4049 {
4050         struct kmem_cache *searchp;
4051         struct kmem_list3 *l3;
4052         int node = numa_node_id();
4053         struct delayed_work *work =
4054                 container_of(w, struct delayed_work, work);
4055
4056         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4057                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4058                 goto out;
4059
4060         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4061                 check_irq_on();
4062
4063                 /*
4064                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4065                  * have established with reasonable certainty that
4066                  * we can do some work if the lock was obtained.
4067                  */
4068                 l3 = searchp->nodelists[node];
4069
4070                 reap_alien(searchp, l3);
4071
4072                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4073
4074                 /*
4075                  * These are racy checks but it does not matter
4076                  * if we skip one check or scan twice.
4077                  */
4078                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4079                         goto next;
4080
4081                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4082
4083                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4084
4085                 if (l3->free_touched)
4086                         l3->free_touched = 0;
4087                 else {
4088                         int freed;
4089
4090                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4091                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4092                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4093                 }
4094 next:
4095                 cond_resched();
4096         }
4097         check_irq_on();
4098         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4099         next_reap_node();
4100 out:
4101         /* Set up the next iteration */
4102         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4103 }
4104
4105 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4106
4107 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4108 {
4109         /*
4110          * Output format version, so at least we can change it
4111          * without _too_ many complaints.
4112          */
4113 #if STATS
4114         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4115 #else
4116         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4117 #endif
4118         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4119                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4120         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4121         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4122 #if STATS
4123         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4124                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4125         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4126 #endif
4127         seq_putc(m, '\n');
4128 }
4129
4130 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4131 {
4132         loff_t n = *pos;
4133
4134         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4135         if (!n)
4136                 print_slabinfo_header(m);
4137
4138         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4139 }
4140
4141 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4142 {
4143         return seq_list_next(p, &cache_chain, pos);
4144 }
4145
4146 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4147 {
4148         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4149 }
4150
4151 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4152 {
4153         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4154         struct slab *slabp;
4155         unsigned long active_objs;
4156         unsigned long num_objs;
4157         unsigned long active_slabs = 0;
4158         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4159         const char *name;
4160         char *error = NULL;
4161         int node;
4162         struct kmem_list3 *l3;
4163
4164         active_objs = 0;
4165         num_slabs = 0;
4166         for_each_online_node(node) {
4167                 l3 = cachep->nodelists[node];
4168                 if (!l3)
4169                         continue;
4170
4171                 check_irq_on();
4172                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4173
4174                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4175                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4176                                 error = "slabs_full accounting error";
4177                         active_objs += cachep->num;
4178                         active_slabs++;
4179                 }
4180                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4181                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4182                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4183                         if (!slabp->inuse && !error)
4184                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4185                         active_objs += slabp->inuse;
4186                         active_slabs++;
4187                 }
4188                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4189                         if (slabp->inuse && !error)
4190                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4191                         num_slabs++;
4192                 }
4193                 free_objects += l3->free_objects;
4194                 if (l3->shared)
4195                         shared_avail += l3->shared->avail;
4196
4197                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4198         }
4199         num_slabs += active_slabs;
4200         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4201         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4202                 error = "free_objects accounting error";
4203
4204         name = cachep->name;
4205         if (error)
4206                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4207
4208         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4209                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4210                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4211         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4212                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4213         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4214                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4215 #if STATS
4216         {                       /* list3 stats */
4217                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4218                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4219                 unsigned long grown = cachep->grown;
4220                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4221                 unsigned long errors = cachep->errors;
4222                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4223                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4224                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4225                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4226
4227                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4228                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4229                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4230                                 node_frees, overflows);
4231         }
4232         /* cpu stats */
4233         {
4234                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4235                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4236                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4237                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4238
4239                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4240                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4241         }
4242 #endif
4243         seq_putc(m, '\n');
4244         return 0;
4245 }
4246
4247 /*
4248  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4249  *
4250  * Output layout:
4251  * cache-name
4252  * num-active-objs
4253  * total-objs
4254  * object size
4255  * num-active-slabs
4256  * total-slabs
4257  * num-pages-per-slab
4258  * + further values on SMP and with statistics enabled
4259  */
4260
4261 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4262         .start = s_start,
4263         .next = s_next,
4264         .stop = s_stop,
4265         .show = s_show,
4266 };
4267
4268 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4269 /**
4270  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4271  * @file: unused
4272  * @buffer: user buffer
4273  * @count: data length
4274  * @ppos: unused
4275  */
4276 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4277                        size_t count, loff_t *ppos)
4278 {
4279         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4280         int limit, batchcount, shared, res;
4281         struct kmem_cache *cachep;
4282
4283         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4284                 return -EINVAL;
4285         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4286                 return -EFAULT;
4287         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4288
4289         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4290         if (!tmp)
4291                 return -EINVAL;
4292         *tmp = '\0';
4293         tmp++;
4294         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4295                 return -EINVAL;
4296
4297         /* Find the cache in the chain of caches. */
4298         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4299         res = -EINVAL;
4300         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4301                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4302                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4303                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4304                                 res = 0;
4305                         } else {
4306                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4307                                                        batchcount, shared);
4308                         }
4309                         break;
4310                 }
4311         }
4312         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4313         if (res >= 0)
4314                 res = count;
4315         return res;
4316 }
4317
4318 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4319
4320 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4321 {
4322         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4323         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4324 }
4325
4326 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4327 {
4328         unsigned long *p;
4329         int l;
4330         if (!v)
4331                 return 1;
4332         l = n[1];
4333         p = n + 2;
4334         while (l) {
4335                 int i = l/2;
4336                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4337                 if (*q == v) {
4338                         q[1]++;
4339                         return 1;
4340                 }
4341                 if (*q > v) {
4342                         l = i;
4343                 } else {
4344                         p = q + 2;
4345                         l -= i + 1;
4346                 }
4347         }
4348         if (++n[1] == n[0])
4349                 return 0;
4350         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4351         p[0] = v;
4352         p[1] = 1;
4353         return 1;
4354 }
4355
4356 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4357 {
4358         void *p;
4359         int i;
4360         if (n[0] == n[1])
4361                 return;
4362         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4363                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4364                         continue;
4365                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4366                         return;
4367         }
4368 }
4369
4370 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4371 {
4372 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4373         unsigned long offset, size;
4374         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4375
4376         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4377                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4378                 if (modname[0])
4379                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4380                 return;
4381         }
4382 #endif
4383         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4384 }
4385
4386 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4387 {
4388         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4389         struct slab *slabp;
4390         struct kmem_list3 *l3;
4391         const char *name;
4392         unsigned long *n = m->private;
4393         int node;
4394         int i;
4395
4396         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4397                 return 0;
4398         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4399                 return 0;
4400
4401         /* OK, we can do it */
4402
4403         n[1] = 0;
4404
4405         for_each_online_node(node) {
4406                 l3 = cachep->nodelists[node];
4407                 if (!l3)
4408                         continue;
4409
4410                 check_irq_on();
4411                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4412
4413                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4414                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4415                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4416                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4417                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4418         }
4419         name = cachep->name;
4420         if (n[0] == n[1]) {
4421                 /* Increase the buffer size */
4422                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4423                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4424                 if (!m->private) {
4425                         /* Too bad, we are really out */
4426                         m->private = n;
4427                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4428                         return -ENOMEM;
4429                 }
4430                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4431                 kfree(n);
4432                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4433                 /* Now make sure this entry will be retried */
4434                 m->count = m->size;
4435                 return 0;
4436         }
4437         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4438                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4439                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4440                 seq_putc(m, '\n');
4441         }
4442
4443         return 0;
4444 }
4445
4446 const struct seq_operations slabstats_op = {
4447         .start = leaks_start,
4448         .next = s_next,
4449         .stop = s_stop,
4450         .show = leaks_show,
4451 };
4452 #endif
4453 #endif
4454
4455 /**
4456  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4457  * @objp: Pointer to the object
4458  *
4459  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4460  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4461  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4462  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4463  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4464  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4465  * must not be freed during the duration of the call.
4466  */
4467 size_t ksize(const void *objp)
4468 {
4469         BUG_ON(!objp);
4470         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4471                 return 0;
4472
4473         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4474 }