[PATCH] pi-futex: introduce debug_check_no_locks_freed()
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/poison.h>
93 #include        <linux/swap.h>
94 #include        <linux/cache.h>
95 #include        <linux/interrupt.h>
96 #include        <linux/init.h>
97 #include        <linux/compiler.h>
98 #include        <linux/cpuset.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110
111 #include        <asm/uaccess.h>
112 #include        <asm/cacheflush.h>
113 #include        <asm/tlbflush.h>
114 #include        <asm/page.h>
115
116 /*
117  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
118  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
119  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
120  *
121  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
122  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
123  *
124  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
125  */
126
127 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
128 #define DEBUG           1
129 #define STATS           1
130 #define FORCED_DEBUG    1
131 #else
132 #define DEBUG           0
133 #define STATS           0
134 #define FORCED_DEBUG    0
135 #endif
136
137 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
138 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
139
140 #ifndef cache_line_size
141 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
142 #endif
143
144 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
145 /*
146  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
147  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
148  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
149  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
150  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
151  * Note that this flag disables some debug features.
152  */
153 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
154 #endif
155
156 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
157 /*
158  * Enforce a minimum alignment for all caches.
159  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
160  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
161  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
162  * some debug features.
163  */
164 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
165 #endif
166
167 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
168 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
169 #endif
170
171 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
172 #if DEBUG
173 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
174                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
175                          SLAB_CACHE_DMA | \
176                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
177                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
178                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
179 #else
180 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
181                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
182                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
183                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
184 #endif
185
186 /*
187  * kmem_bufctl_t:
188  *
189  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
190  * linked offsets.
191  *
192  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
193  * slab an object belongs to.
194  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
195  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
196  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
197  * that does not use off-slab slabs.
198  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
199  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
200  * to have too many per slab.
201  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
202  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
203  */
204
205 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
206 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
207 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
208 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
209 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
210
211 /*
212  * struct slab
213  *
214  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
215  * for a slab, or allocated from an general cache.
216  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
217  */
218 struct slab {
219         struct list_head list;
220         unsigned long colouroff;
221         void *s_mem;            /* including colour offset */
222         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
223         kmem_bufctl_t free;
224         unsigned short nodeid;
225 };
226
227 /*
228  * struct slab_rcu
229  *
230  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
231  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
232  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
233  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
234  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
235  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
236  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
237  *
238  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
239  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
240  *
241  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
242  */
243 struct slab_rcu {
244         struct rcu_head head;
245         struct kmem_cache *cachep;
246         void *addr;
247 };
248
249 /*
250  * struct array_cache
251  *
252  * Purpose:
253  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
254  * - reduce the number of linked list operations
255  * - reduce spinlock operations
256  *
257  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
258  * footprint.
259  *
260  */
261 struct array_cache {
262         unsigned int avail;
263         unsigned int limit;
264         unsigned int batchcount;
265         unsigned int touched;
266         spinlock_t lock;
267         void *entry[0]; /*
268                          * Must have this definition in here for the proper
269                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
270                          * the entries.
271                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
272                          */
273 };
274
275 /*
276  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
277  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
278  */
279 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
280 struct arraycache_init {
281         struct array_cache cache;
282         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
283 };
284
285 /*
286  * The slab lists for all objects.
287  */
288 struct kmem_list3 {
289         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
290         struct list_head slabs_full;
291         struct list_head slabs_free;
292         unsigned long free_objects;
293         unsigned int free_limit;
294         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
295         spinlock_t list_lock;
296         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
297         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
298         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
299         int free_touched;               /* updated without locking */
300 };
301
302 /*
303  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
304  */
305 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
306 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
307 #define CACHE_CACHE 0
308 #define SIZE_AC 1
309 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
310
311 /*
312  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
313  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
314  */
315 static __always_inline int index_of(const size_t size)
316 {
317         extern void __bad_size(void);
318
319         if (__builtin_constant_p(size)) {
320                 int i = 0;
321
322 #define CACHE(x) \
323         if (size <=x) \
324                 return i; \
325         else \
326                 i++;
327 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
328 #undef CACHE
329                 __bad_size();
330         } else
331                 __bad_size();
332         return 0;
333 }
334
335 static int slab_early_init = 1;
336
337 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
338 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
339
340 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
341 {
342         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
343         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
344         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
345         parent->shared = NULL;
346         parent->alien = NULL;
347         parent->colour_next = 0;
348         spin_lock_init(&parent->list_lock);
349         parent->free_objects = 0;
350         parent->free_touched = 0;
351 }
352
353 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
354         do {                                                            \
355                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
356                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
357         } while (0)
358
359 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
360         do {                                                            \
361         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
362         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
363         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
364         } while (0)
365
366 /*
367  * struct kmem_cache
368  *
369  * manages a cache.
370  */
371
372 struct kmem_cache {
373 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
374         struct array_cache *array[NR_CPUS];
375 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
376         unsigned int batchcount;
377         unsigned int limit;
378         unsigned int shared;
379
380         unsigned int buffer_size;
381 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
382         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
383
384         unsigned int flags;             /* constant flags */
385         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
386
387 /* 4) cache_grow/shrink */
388         /* order of pgs per slab (2^n) */
389         unsigned int gfporder;
390
391         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
392         gfp_t gfpflags;
393
394         size_t colour;                  /* cache colouring range */
395         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
396         struct kmem_cache *slabp_cache;
397         unsigned int slab_size;
398         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
399
400         /* constructor func */
401         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
402
403         /* de-constructor func */
404         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
405
406 /* 5) cache creation/removal */
407         const char *name;
408         struct list_head next;
409
410 /* 6) statistics */
411 #if STATS
412         unsigned long num_active;
413         unsigned long num_allocations;
414         unsigned long high_mark;
415         unsigned long grown;
416         unsigned long reaped;
417         unsigned long errors;
418         unsigned long max_freeable;
419         unsigned long node_allocs;
420         unsigned long node_frees;
421         unsigned long node_overflow;
422         atomic_t allochit;
423         atomic_t allocmiss;
424         atomic_t freehit;
425         atomic_t freemiss;
426 #endif
427 #if DEBUG
428         /*
429          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
430          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
431          * object size including these internal fields, the following two
432          * variables contain the offset to the user object and its size.
433          */
434         int obj_offset;
435         int obj_size;
436 #endif
437 };
438
439 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
440 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
441
442 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
443 /*
444  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
445  * cpucache drain/refill cycles.
446  *
447  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
448  * which could lock up otherwise freeable slabs.
449  */
450 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
451 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
452
453 #if STATS
454 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
455 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
456 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
457 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
458 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
459 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
460         do {                                                            \
461                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
462                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
463         } while (0)
464 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
465 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
466 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
467 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
468 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
469         do {                                                            \
470                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
471                         (x)->max_freeable = i;                          \
472         } while (0)
473 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
474 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
475 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
476 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
477 #else
478 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
479 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
480 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
481 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
482 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
483 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
484 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
485 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
486 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
487 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
488 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
489 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
490 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
491 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
492 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
493 #endif
494
495 #if DEBUG
496
497 /*
498  * memory layout of objects:
499  * 0            : objp
500  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
501  *              the end of an object is aligned with the end of the real
502  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
503  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
504  *              redzone word.
505  * cachep->obj_offset: The real object.
506  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
507  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
508  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
509  */
510 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
511 {
512         return cachep->obj_offset;
513 }
514
515 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
516 {
517         return cachep->obj_size;
518 }
519
520 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
521 {
522         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
523         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
524 }
525
526 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
527 {
528         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
529         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
530                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
531                                          2 * BYTES_PER_WORD);
532         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
533 }
534
535 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
536 {
537         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
538         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
539 }
540
541 #else
542
543 #define obj_offset(x)                   0
544 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
545 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
546 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
547 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
548
549 #endif
550
551 /*
552  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
553  * order.
554  */
555 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
556 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
557 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
558 #elif defined(CONFIG_MMU)
559 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
560 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
561 #else
562 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
563 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
564 #endif
565
566 /*
567  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
568  */
569 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
570 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
571 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
572
573 /*
574  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
575  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
576  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
577  */
578 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
579 {
580         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
581 }
582
583 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
584 {
585         if (unlikely(PageCompound(page)))
586                 page = (struct page *)page_private(page);
587         BUG_ON(!PageSlab(page));
588         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
589 }
590
591 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
592 {
593         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
594 }
595
596 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
597 {
598         if (unlikely(PageCompound(page)))
599                 page = (struct page *)page_private(page);
600         BUG_ON(!PageSlab(page));
601         return (struct slab *)page->lru.prev;
602 }
603
604 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
605 {
606         struct page *page = virt_to_page(obj);
607         return page_get_cache(page);
608 }
609
610 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
611 {
612         struct page *page = virt_to_page(obj);
613         return page_get_slab(page);
614 }
615
616 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
617                                  unsigned int idx)
618 {
619         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
620 }
621
622 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
623                                         struct slab *slab, void *obj)
624 {
625         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
626 }
627
628 /*
629  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
630  */
631 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
632 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
633 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
634         CACHE(ULONG_MAX)
635 #undef CACHE
636 };
637 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
638
639 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
640 struct cache_names {
641         char *name;
642         char *name_dma;
643 };
644
645 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
646 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
647 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
648         {NULL,}
649 #undef CACHE
650 };
651
652 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
653     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
654 static struct arraycache_init initarray_generic =
655     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
656
657 /* internal cache of cache description objs */
658 static struct kmem_cache cache_cache = {
659         .batchcount = 1,
660         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
661         .shared = 1,
662         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
663         .name = "kmem_cache",
664 #if DEBUG
665         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
666 #endif
667 };
668
669 /* Guard access to the cache-chain. */
670 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
671 static struct list_head cache_chain;
672
673 /*
674  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many slab-allocated pages
675  * are possibly freeable under pressure
676  *
677  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
678  */
679 atomic_t slab_reclaim_pages;
680
681 /*
682  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
683  * until the general caches are up.
684  */
685 static enum {
686         NONE,
687         PARTIAL_AC,
688         PARTIAL_L3,
689         FULL
690 } g_cpucache_up;
691
692 /*
693  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
694  */
695 int slab_is_available(void)
696 {
697         return g_cpucache_up == FULL;
698 }
699
700 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
701
702 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
703                         int node);
704 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
705 static void cache_reap(void *unused);
706 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node);
707
708 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
709 {
710         return cachep->array[smp_processor_id()];
711 }
712
713 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
714                                                         gfp_t gfpflags)
715 {
716         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
717
718 #if DEBUG
719         /* This happens if someone tries to call
720          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
721          * the generic caches are initialized.
722          */
723         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
724 #endif
725         while (size > csizep->cs_size)
726                 csizep++;
727
728         /*
729          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
730          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
731          * for large kmalloc calls required.
732          */
733         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
734                 return csizep->cs_dmacachep;
735         return csizep->cs_cachep;
736 }
737
738 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
739 {
740         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
741 }
742 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
743
744 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
745 {
746         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
747 }
748
749 /*
750  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
751  */
752 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
753                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
754                            unsigned int *num)
755 {
756         int nr_objs;
757         size_t mgmt_size;
758         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
759
760         /*
761          * The slab management structure can be either off the slab or
762          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
763          * slab is used for:
764          *
765          * - The struct slab
766          * - One kmem_bufctl_t for each object
767          * - Padding to respect alignment of @align
768          * - @buffer_size bytes for each object
769          *
770          * If the slab management structure is off the slab, then the
771          * alignment will already be calculated into the size. Because
772          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
773          * correct alignment when allocated.
774          */
775         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
776                 mgmt_size = 0;
777                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
778
779                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
780                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
781         } else {
782                 /*
783                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
784                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
785                  * least @align. In the worst case, this result will
786                  * be one greater than the number of objects that fit
787                  * into the memory allocation when taking the padding
788                  * into account.
789                  */
790                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
791                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
792
793                 /*
794                  * This calculated number will be either the right
795                  * amount, or one greater than what we want.
796                  */
797                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
798                        > slab_size)
799                         nr_objs--;
800
801                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
802                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
803
804                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
805         }
806         *num = nr_objs;
807         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
808 }
809
810 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
811
812 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
813                         char *msg)
814 {
815         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
816                function, cachep->name, msg);
817         dump_stack();
818 }
819
820 #ifdef CONFIG_NUMA
821 /*
822  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
823  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
824  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
825  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
826  */
827 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
828
829 static void init_reap_node(int cpu)
830 {
831         int node;
832
833         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
834         if (node == MAX_NUMNODES)
835                 node = first_node(node_online_map);
836
837         __get_cpu_var(reap_node) = node;
838 }
839
840 static void next_reap_node(void)
841 {
842         int node = __get_cpu_var(reap_node);
843
844         /*
845          * Also drain per cpu pages on remote zones
846          */
847         if (node != numa_node_id())
848                 drain_node_pages(node);
849
850         node = next_node(node, node_online_map);
851         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
852                 node = first_node(node_online_map);
853         __get_cpu_var(reap_node) = node;
854 }
855
856 #else
857 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
858 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
859 #endif
860
861 /*
862  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
863  * via the workqueue/eventd.
864  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
865  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
866  * lock.
867  */
868 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
869 {
870         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
871
872         /*
873          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
874          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
875          * at that time.
876          */
877         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
878                 init_reap_node(cpu);
879                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
880                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
881         }
882 }
883
884 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
885                                             int batchcount)
886 {
887         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
888         struct array_cache *nc = NULL;
889
890         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
891         if (nc) {
892                 nc->avail = 0;
893                 nc->limit = entries;
894                 nc->batchcount = batchcount;
895                 nc->touched = 0;
896                 spin_lock_init(&nc->lock);
897         }
898         return nc;
899 }
900
901 /*
902  * Transfer objects in one arraycache to another.
903  * Locking must be handled by the caller.
904  *
905  * Return the number of entries transferred.
906  */
907 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
908                 struct array_cache *from, unsigned int max)
909 {
910         /* Figure out how many entries to transfer */
911         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
912
913         if (!nr)
914                 return 0;
915
916         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
917                         sizeof(void *) *nr);
918
919         from->avail -= nr;
920         to->avail += nr;
921         to->touched = 1;
922         return nr;
923 }
924
925 #ifdef CONFIG_NUMA
926 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
927 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
928
929 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
930 {
931         struct array_cache **ac_ptr;
932         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
933         int i;
934
935         if (limit > 1)
936                 limit = 12;
937         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
938         if (ac_ptr) {
939                 for_each_node(i) {
940                         if (i == node || !node_online(i)) {
941                                 ac_ptr[i] = NULL;
942                                 continue;
943                         }
944                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
945                         if (!ac_ptr[i]) {
946                                 for (i--; i <= 0; i--)
947                                         kfree(ac_ptr[i]);
948                                 kfree(ac_ptr);
949                                 return NULL;
950                         }
951                 }
952         }
953         return ac_ptr;
954 }
955
956 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
957 {
958         int i;
959
960         if (!ac_ptr)
961                 return;
962         for_each_node(i)
963             kfree(ac_ptr[i]);
964         kfree(ac_ptr);
965 }
966
967 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
968                                 struct array_cache *ac, int node)
969 {
970         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
971
972         if (ac->avail) {
973                 spin_lock(&rl3->list_lock);
974                 /*
975                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
976                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
977                  * into the free lists and getting them back later.
978                  */
979                 if (rl3->shared)
980                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
981
982                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
983                 ac->avail = 0;
984                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
985         }
986 }
987
988 /*
989  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
990  */
991 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
992 {
993         int node = __get_cpu_var(reap_node);
994
995         if (l3->alien) {
996                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
997
998                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
999                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1000                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1001                 }
1002         }
1003 }
1004
1005 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1006                                 struct array_cache **alien)
1007 {
1008         int i = 0;
1009         struct array_cache *ac;
1010         unsigned long flags;
1011
1012         for_each_online_node(i) {
1013                 ac = alien[i];
1014                 if (ac) {
1015                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1016                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1017                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1018                 }
1019         }
1020 }
1021
1022 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1023 {
1024         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1025         int nodeid = slabp->nodeid;
1026         struct kmem_list3 *l3;
1027         struct array_cache *alien = NULL;
1028
1029         /*
1030          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1031          * cache on this cpu.
1032          */
1033         if (likely(slabp->nodeid == numa_node_id()))
1034                 return 0;
1035
1036         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
1037         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1038         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1039                 alien = l3->alien[nodeid];
1040                 spin_lock(&alien->lock);
1041                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1042                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1043                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1044                 }
1045                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1046                 spin_unlock(&alien->lock);
1047         } else {
1048                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1049                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1050                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1051         }
1052         return 1;
1053 }
1054
1055 #else
1056
1057 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1058 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1059
1060 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1061 {
1062         return (struct array_cache **) 0x01020304ul;
1063 }
1064
1065 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1066 {
1067 }
1068
1069 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1070 {
1071         return 0;
1072 }
1073
1074 #endif
1075
1076 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1077                                     unsigned long action, void *hcpu)
1078 {
1079         long cpu = (long)hcpu;
1080         struct kmem_cache *cachep;
1081         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1082         int node = cpu_to_node(cpu);
1083         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1084
1085         switch (action) {
1086         case CPU_UP_PREPARE:
1087                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1088                 /*
1089                  * We need to do this right in the beginning since
1090                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1091                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1092                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1093                  */
1094
1095                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1096                         /*
1097                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1098                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1099                          * node has not already allocated this
1100                          */
1101                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1102                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1103                                 if (!l3)
1104                                         goto bad;
1105                                 kmem_list3_init(l3);
1106                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1107                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1108
1109                                 /*
1110                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1111                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1112                                  * protection here.
1113                                  */
1114                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1115                         }
1116
1117                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1118                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1119                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1120                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1121                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1122                 }
1123
1124                 /*
1125                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1126                  * array caches
1127                  */
1128                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1129                         struct array_cache *nc;
1130                         struct array_cache *shared;
1131                         struct array_cache **alien;
1132
1133                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1134                                                 cachep->batchcount);
1135                         if (!nc)
1136                                 goto bad;
1137                         shared = alloc_arraycache(node,
1138                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1139                                         0xbaadf00d);
1140                         if (!shared)
1141                                 goto bad;
1142
1143                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1144                         if (!alien)
1145                                 goto bad;
1146                         cachep->array[cpu] = nc;
1147                         l3 = cachep->nodelists[node];
1148                         BUG_ON(!l3);
1149
1150                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1151                         if (!l3->shared) {
1152                                 /*
1153                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1154                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1155                                  */
1156                                 l3->shared = shared;
1157                                 shared = NULL;
1158                         }
1159 #ifdef CONFIG_NUMA
1160                         if (!l3->alien) {
1161                                 l3->alien = alien;
1162                                 alien = NULL;
1163                         }
1164 #endif
1165                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1166                         kfree(shared);
1167                         free_alien_cache(alien);
1168                 }
1169                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1170                 break;
1171         case CPU_ONLINE:
1172                 start_cpu_timer(cpu);
1173                 break;
1174 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1175         case CPU_DEAD:
1176                 /*
1177                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1178                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1179                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1180                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1181                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1182                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1183                  */
1184                 /* fall thru */
1185         case CPU_UP_CANCELED:
1186                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1187                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1188                         struct array_cache *nc;
1189                         struct array_cache *shared;
1190                         struct array_cache **alien;
1191                         cpumask_t mask;
1192
1193                         mask = node_to_cpumask(node);
1194                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1195                         nc = cachep->array[cpu];
1196                         cachep->array[cpu] = NULL;
1197                         l3 = cachep->nodelists[node];
1198
1199                         if (!l3)
1200                                 goto free_array_cache;
1201
1202                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1203
1204                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1205                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1206                         if (nc)
1207                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1208
1209                         if (!cpus_empty(mask)) {
1210                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1211                                 goto free_array_cache;
1212                         }
1213
1214                         shared = l3->shared;
1215                         if (shared) {
1216                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1217                                            l3->shared->avail, node);
1218                                 l3->shared = NULL;
1219                         }
1220
1221                         alien = l3->alien;
1222                         l3->alien = NULL;
1223
1224                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1225
1226                         kfree(shared);
1227                         if (alien) {
1228                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1229                                 free_alien_cache(alien);
1230                         }
1231 free_array_cache:
1232                         kfree(nc);
1233                 }
1234                 /*
1235                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1236                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1237                  * shrink each nodelist to its limit.
1238                  */
1239                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1240                         l3 = cachep->nodelists[node];
1241                         if (!l3)
1242                                 continue;
1243                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1244                         /* free slabs belonging to this node */
1245                         __node_shrink(cachep, node);
1246                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1247                 }
1248                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1249                 break;
1250 #endif
1251         }
1252         return NOTIFY_OK;
1253 bad:
1254         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1255         return NOTIFY_BAD;
1256 }
1257
1258 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1259         &cpuup_callback, NULL, 0
1260 };
1261
1262 /*
1263  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1264  */
1265 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1266                         int nodeid)
1267 {
1268         struct kmem_list3 *ptr;
1269
1270         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1271         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1272         BUG_ON(!ptr);
1273
1274         local_irq_disable();
1275         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1276         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1277         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1278         local_irq_enable();
1279 }
1280
1281 /*
1282  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1283  * before smp_init().
1284  */
1285 void __init kmem_cache_init(void)
1286 {
1287         size_t left_over;
1288         struct cache_sizes *sizes;
1289         struct cache_names *names;
1290         int i;
1291         int order;
1292
1293         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1294                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1295                 if (i < MAX_NUMNODES)
1296                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1297         }
1298
1299         /*
1300          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1301          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1302          */
1303         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1304                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1305
1306         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1307          * from caches that do not exist yet:
1308          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1309          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1310          *    cache_cache is statically allocated.
1311          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1312          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1313          *    array at the end of the bootstrap.
1314          * 2) Create the first kmalloc cache.
1315          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1316          *    An __init data area is used for the head array.
1317          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1318          *    head arrays.
1319          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1320          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1321          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1322          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1323          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1324          */
1325
1326         /* 1) create the cache_cache */
1327         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1328         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1329         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1330         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1331         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1332
1333         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1334                                         cache_line_size());
1335
1336         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1337                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1338                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1339                 if (cache_cache.num)
1340                         break;
1341         }
1342         BUG_ON(!cache_cache.num);
1343         cache_cache.gfporder = order;
1344         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1345         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1346                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1347
1348         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1349         sizes = malloc_sizes;
1350         names = cache_names;
1351
1352         /*
1353          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1354          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1355          * bug.
1356          */
1357
1358         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1359                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1360                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1361                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1362                                         NULL, NULL);
1363
1364         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1365                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1366                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1367                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1368                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1369                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1370                                 NULL, NULL);
1371         }
1372
1373         slab_early_init = 0;
1374
1375         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1376                 /*
1377                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1378                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1379                  * eliminates "false sharing".
1380                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1381                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1382                  */
1383                 if (!sizes->cs_cachep) {
1384                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1385                                         sizes->cs_size,
1386                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1387                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1388                                         NULL, NULL);
1389                 }
1390
1391                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1392                                         sizes->cs_size,
1393                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1394                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1395                                                 SLAB_PANIC,
1396                                         NULL, NULL);
1397                 sizes++;
1398                 names++;
1399         }
1400         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1401         {
1402                 void *ptr;
1403
1404                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1405
1406                 local_irq_disable();
1407                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1408                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1409                        sizeof(struct arraycache_init));
1410                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1411                 local_irq_enable();
1412
1413                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1414
1415                 local_irq_disable();
1416                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1417                        != &initarray_generic.cache);
1418                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1419                        sizeof(struct arraycache_init));
1420                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1421                     ptr;
1422                 local_irq_enable();
1423         }
1424         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1425         {
1426                 int node;
1427                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1428                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1429                           numa_node_id());
1430
1431                 for_each_online_node(node) {
1432                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1433                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1434
1435                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1436                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1437                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1438                                           node);
1439                         }
1440                 }
1441         }
1442
1443         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1444         {
1445                 struct kmem_cache *cachep;
1446                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1447                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1448                         enable_cpucache(cachep);
1449                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1450         }
1451
1452         /* Done! */
1453         g_cpucache_up = FULL;
1454
1455         /*
1456          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1457          * cpu_cache_get for all new cpus
1458          */
1459         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1460
1461         /*
1462          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1463          * of the kernel is not yet operational.
1464          */
1465 }
1466
1467 static int __init cpucache_init(void)
1468 {
1469         int cpu;
1470
1471         /*
1472          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1473          */
1474         for_each_online_cpu(cpu)
1475                 start_cpu_timer(cpu);
1476         return 0;
1477 }
1478 __initcall(cpucache_init);
1479
1480 /*
1481  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1482  *
1483  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1484  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1485  * would be relatively rare and ignorable.
1486  */
1487 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1488 {
1489         struct page *page;
1490         int nr_pages;
1491         int i;
1492
1493 #ifndef CONFIG_MMU
1494         /*
1495          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1496          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1497          */
1498         flags |= __GFP_COMP;
1499 #endif
1500         flags |= cachep->gfpflags;
1501
1502         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1503         if (!page)
1504                 return NULL;
1505
1506         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1507         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1508                 atomic_add(nr_pages, &slab_reclaim_pages);
1509         add_page_state(nr_slab, nr_pages);
1510         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1511                 __SetPageSlab(page + i);
1512         return page_address(page);
1513 }
1514
1515 /*
1516  * Interface to system's page release.
1517  */
1518 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1519 {
1520         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1521         struct page *page = virt_to_page(addr);
1522         const unsigned long nr_freed = i;
1523
1524         while (i--) {
1525                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1526                 __ClearPageSlab(page);
1527                 page++;
1528         }
1529         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1530         if (current->reclaim_state)
1531                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1532         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1533         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1534                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1535 }
1536
1537 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1538 {
1539         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1540         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1541
1542         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1543         if (OFF_SLAB(cachep))
1544                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1545 }
1546
1547 #if DEBUG
1548
1549 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1550 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1551                             unsigned long caller)
1552 {
1553         int size = obj_size(cachep);
1554
1555         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1556
1557         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1558                 return;
1559
1560         *addr++ = 0x12345678;
1561         *addr++ = caller;
1562         *addr++ = smp_processor_id();
1563         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1564         {
1565                 unsigned long *sptr = &caller;
1566                 unsigned long svalue;
1567
1568                 while (!kstack_end(sptr)) {
1569                         svalue = *sptr++;
1570                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1571                                 *addr++ = svalue;
1572                                 size -= sizeof(unsigned long);
1573                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1574                                         break;
1575                         }
1576                 }
1577
1578         }
1579         *addr++ = 0x87654321;
1580 }
1581 #endif
1582
1583 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1584 {
1585         int size = obj_size(cachep);
1586         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1587
1588         memset(addr, val, size);
1589         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1590 }
1591
1592 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1593 {
1594         int i;
1595         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1596         for (i = 0; i < limit; i++)
1597                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1598         printk("\n");
1599 }
1600 #endif
1601
1602 #if DEBUG
1603
1604 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1605 {
1606         int i, size;
1607         char *realobj;
1608
1609         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1610                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1611                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1612                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1613         }
1614
1615         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1616                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1617                         *dbg_userword(cachep, objp));
1618                 print_symbol("(%s)",
1619                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1620                 printk("\n");
1621         }
1622         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1623         size = obj_size(cachep);
1624         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1625                 int limit;
1626                 limit = 16;
1627                 if (i + limit > size)
1628                         limit = size - i;
1629                 dump_line(realobj, i, limit);
1630         }
1631 }
1632
1633 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1634 {
1635         char *realobj;
1636         int size, i;
1637         int lines = 0;
1638
1639         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1640         size = obj_size(cachep);
1641
1642         for (i = 0; i < size; i++) {
1643                 char exp = POISON_FREE;
1644                 if (i == size - 1)
1645                         exp = POISON_END;
1646                 if (realobj[i] != exp) {
1647                         int limit;
1648                         /* Mismatch ! */
1649                         /* Print header */
1650                         if (lines == 0) {
1651                                 printk(KERN_ERR
1652                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1653                                         realobj, size);
1654                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1655                         }
1656                         /* Hexdump the affected line */
1657                         i = (i / 16) * 16;
1658                         limit = 16;
1659                         if (i + limit > size)
1660                                 limit = size - i;
1661                         dump_line(realobj, i, limit);
1662                         i += 16;
1663                         lines++;
1664                         /* Limit to 5 lines */
1665                         if (lines > 5)
1666                                 break;
1667                 }
1668         }
1669         if (lines != 0) {
1670                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1671                  * exist:
1672                  */
1673                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1674                 unsigned int objnr;
1675
1676                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1677                 if (objnr) {
1678                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1679                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1680                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1681                                realobj, size);
1682                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1683                 }
1684                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1685                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1686                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1687                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1688                                realobj, size);
1689                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1690                 }
1691         }
1692 }
1693 #endif
1694
1695 #if DEBUG
1696 /**
1697  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1698  * @cachep: cache pointer being destroyed
1699  * @slabp: slab pointer being destroyed
1700  *
1701  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1702  * destroyed.
1703  */
1704 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1705 {
1706         int i;
1707         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1708                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1709
1710                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1711 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1712                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1713                                         OFF_SLAB(cachep))
1714                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1715                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1716                         else
1717                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1718 #else
1719                         check_poison_obj(cachep, objp);
1720 #endif
1721                 }
1722                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1723                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1724                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1725                                            "was overwritten");
1726                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1727                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1728                                            "was overwritten");
1729                 }
1730                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1731                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1732         }
1733 }
1734 #else
1735 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1736 {
1737         if (cachep->dtor) {
1738                 int i;
1739                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1740                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1741                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1742                 }
1743         }
1744 }
1745 #endif
1746
1747 /**
1748  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1749  * @cachep: cache pointer being destroyed
1750  * @slabp: slab pointer being destroyed
1751  *
1752  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1753  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1754  * cache-lock is not held/needed.
1755  */
1756 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1757 {
1758         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1759
1760         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1761         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1762                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1763
1764                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1765                 slab_rcu->cachep = cachep;
1766                 slab_rcu->addr = addr;
1767                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1768         } else {
1769                 kmem_freepages(cachep, addr);
1770                 if (OFF_SLAB(cachep))
1771                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1772         }
1773 }
1774
1775 /*
1776  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1777  * size of kmem_list3.
1778  */
1779 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1780 {
1781         int node;
1782
1783         for_each_online_node(node) {
1784                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1785                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1786                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1787                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1788         }
1789 }
1790
1791 /**
1792  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1793  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1794  * @size: size of objects to be created in this cache.
1795  * @align: required alignment for the objects.
1796  * @flags: slab allocation flags
1797  *
1798  * Also calculates the number of objects per slab.
1799  *
1800  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1801  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1802  * towards high-order requests, this should be changed.
1803  */
1804 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1805                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1806 {
1807         unsigned long offslab_limit;
1808         size_t left_over = 0;
1809         int gfporder;
1810
1811         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1812                 unsigned int num;
1813                 size_t remainder;
1814
1815                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1816                 if (!num)
1817                         continue;
1818
1819                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1820                         /*
1821                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1822                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1823                          * looping condition in cache_grow().
1824                          */
1825                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1826                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1827
1828                         if (num > offslab_limit)
1829                                 break;
1830                 }
1831
1832                 /* Found something acceptable - save it away */
1833                 cachep->num = num;
1834                 cachep->gfporder = gfporder;
1835                 left_over = remainder;
1836
1837                 /*
1838                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1839                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1840                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1841                  */
1842                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1843                         break;
1844
1845                 /*
1846                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1847                  * currently bad for the gfp()s.
1848                  */
1849                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1850                         break;
1851
1852                 /*
1853                  * Acceptable internal fragmentation?
1854                  */
1855                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1856                         break;
1857         }
1858         return left_over;
1859 }
1860
1861 static void setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1862 {
1863         if (g_cpucache_up == FULL) {
1864                 enable_cpucache(cachep);
1865                 return;
1866         }
1867         if (g_cpucache_up == NONE) {
1868                 /*
1869                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
1870                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
1871                  * further caches will BUG().
1872                  */
1873                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1874
1875                 /*
1876                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
1877                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
1878                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
1879                  */
1880                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1881                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1882                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1883                 else
1884                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1885         } else {
1886                 cachep->array[smp_processor_id()] =
1887                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1888
1889                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1890                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1891                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1892                 } else {
1893                         int node;
1894                         for_each_online_node(node) {
1895                                 cachep->nodelists[node] =
1896                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1897                                                 GFP_KERNEL, node);
1898                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1899                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1900                         }
1901                 }
1902         }
1903         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1904                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1905                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1906
1907         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1908         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1909         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1910         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1911         cachep->batchcount = 1;
1912         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1913 }
1914
1915 /**
1916  * kmem_cache_create - Create a cache.
1917  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1918  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1919  * @align: The required alignment for the objects.
1920  * @flags: SLAB flags
1921  * @ctor: A constructor for the objects.
1922  * @dtor: A destructor for the objects.
1923  *
1924  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1925  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1926  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1927  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1928  *
1929  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1930  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
1931  *
1932  * The flags are
1933  *
1934  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1935  * to catch references to uninitialised memory.
1936  *
1937  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1938  * for buffer overruns.
1939  *
1940  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1941  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1942  * as davem.
1943  */
1944 struct kmem_cache *
1945 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1946         unsigned long flags,
1947         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1948         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1949 {
1950         size_t left_over, slab_size, ralign;
1951         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
1952
1953         /*
1954          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1955          */
1956         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
1957             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1958                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
1959                                 name);
1960                 BUG();
1961         }
1962
1963         /*
1964          * Prevent CPUs from coming and going.
1965          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
1966          */
1967         lock_cpu_hotplug();
1968
1969         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1970
1971         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
1972                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1973                 char tmp;
1974                 int res;
1975
1976                 /*
1977                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1978                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1979                  * area of the module.  Print a warning.
1980                  */
1981                 set_fs(KERNEL_DS);
1982                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1983                 set_fs(old_fs);
1984                 if (res) {
1985                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1986                                pc->buffer_size);
1987                         continue;
1988                 }
1989
1990                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1991                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1992                         dump_stack();
1993                         goto oops;
1994                 }
1995         }
1996
1997 #if DEBUG
1998         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1999         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
2000                 /* No constructor, but inital state check requested */
2001                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
2002                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
2003                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
2004         }
2005 #if FORCED_DEBUG
2006         /*
2007          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2008          * large objects, if the increased size would increase the object size
2009          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2010          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2011          */
2012         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2013                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2014         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2015                 flags |= SLAB_POISON;
2016 #endif
2017         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2018                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2019 #endif
2020         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2021                 BUG_ON(dtor);
2022
2023         /*
2024          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2025          * isn't available.
2026          */
2027         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2028
2029         /*
2030          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2031          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2032          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2033          */
2034         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2035                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2036                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2037         }
2038
2039         /* calculate the final buffer alignment: */
2040
2041         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2042         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2043                 /*
2044                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2045                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2046                  * one cacheline.
2047                  */
2048                 ralign = cache_line_size();
2049                 while (size <= ralign / 2)
2050                         ralign /= 2;
2051         } else {
2052                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2053         }
2054         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
2055         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2056                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2057                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2058                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2059         }
2060         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
2061         if (ralign < align) {
2062                 ralign = align;
2063                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2064                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2065         }
2066         /*
2067          * 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
2068          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
2069          */
2070         align = ralign;
2071
2072         /* Get cache's description obj. */
2073         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
2074         if (!cachep)
2075                 goto oops;
2076
2077 #if DEBUG
2078         cachep->obj_size = size;
2079
2080         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2081                 /* redzoning only works with word aligned caches */
2082                 align = BYTES_PER_WORD;
2083
2084                 /* add space for red zone words */
2085                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2086                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2087         }
2088         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2089                 /* user store requires word alignment and
2090                  * one word storage behind the end of the real
2091                  * object.
2092                  */
2093                 align = BYTES_PER_WORD;
2094                 size += BYTES_PER_WORD;
2095         }
2096 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2097         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2098             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2099                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2100                 size = PAGE_SIZE;
2101         }
2102 #endif
2103 #endif
2104
2105         /*
2106          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2107          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2108          * it too early on.)
2109          */
2110         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2111                 /*
2112                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2113                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2114                  */
2115                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2116
2117         size = ALIGN(size, align);
2118
2119         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2120
2121         if (!cachep->num) {
2122                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2123                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2124                 cachep = NULL;
2125                 goto oops;
2126         }
2127         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2128                           + sizeof(struct slab), align);
2129
2130         /*
2131          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2132          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2133          */
2134         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2135                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2136                 left_over -= slab_size;
2137         }
2138
2139         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2140                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2141                 slab_size =
2142                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2143         }
2144
2145         cachep->colour_off = cache_line_size();
2146         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2147         if (cachep->colour_off < align)
2148                 cachep->colour_off = align;
2149         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2150         cachep->slab_size = slab_size;
2151         cachep->flags = flags;
2152         cachep->gfpflags = 0;
2153         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2154                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2155         cachep->buffer_size = size;
2156
2157         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
2158                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2159         cachep->ctor = ctor;
2160         cachep->dtor = dtor;
2161         cachep->name = name;
2162
2163
2164         setup_cpu_cache(cachep);
2165
2166         /* cache setup completed, link it into the list */
2167         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2168 oops:
2169         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2170                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2171                       name);
2172         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2173         unlock_cpu_hotplug();
2174         return cachep;
2175 }
2176 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2177
2178 #if DEBUG
2179 static void check_irq_off(void)
2180 {
2181         BUG_ON(!irqs_disabled());
2182 }
2183
2184 static void check_irq_on(void)
2185 {
2186         BUG_ON(irqs_disabled());
2187 }
2188
2189 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2190 {
2191 #ifdef CONFIG_SMP
2192         check_irq_off();
2193         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2194 #endif
2195 }
2196
2197 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2198 {
2199 #ifdef CONFIG_SMP
2200         check_irq_off();
2201         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2202 #endif
2203 }
2204
2205 #else
2206 #define check_irq_off() do { } while(0)
2207 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2208 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2209 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2210 #endif
2211
2212 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2213                         struct array_cache *ac,
2214                         int force, int node);
2215
2216 static void do_drain(void *arg)
2217 {
2218         struct kmem_cache *cachep = arg;
2219         struct array_cache *ac;
2220         int node = numa_node_id();
2221
2222         check_irq_off();
2223         ac = cpu_cache_get(cachep);
2224         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2225         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2226         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2227         ac->avail = 0;
2228 }
2229
2230 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2231 {
2232         struct kmem_list3 *l3;
2233         int node;
2234
2235         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2236         check_irq_on();
2237         for_each_online_node(node) {
2238                 l3 = cachep->nodelists[node];
2239                 if (l3 && l3->alien)
2240                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2241         }
2242
2243         for_each_online_node(node) {
2244                 l3 = cachep->nodelists[node];
2245                 if (l3)
2246                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2247         }
2248 }
2249
2250 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2251 {
2252         struct slab *slabp;
2253         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2254         int ret;
2255
2256         for (;;) {
2257                 struct list_head *p;
2258
2259                 p = l3->slabs_free.prev;
2260                 if (p == &l3->slabs_free)
2261                         break;
2262
2263                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2264 #if DEBUG
2265                 BUG_ON(slabp->inuse);
2266 #endif
2267                 list_del(&slabp->list);
2268
2269                 l3->free_objects -= cachep->num;
2270                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2271                 slab_destroy(cachep, slabp);
2272                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2273         }
2274         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2275         return ret;
2276 }
2277
2278 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2279 {
2280         int ret = 0, i = 0;
2281         struct kmem_list3 *l3;
2282
2283         drain_cpu_caches(cachep);
2284
2285         check_irq_on();
2286         for_each_online_node(i) {
2287                 l3 = cachep->nodelists[i];
2288                 if (l3) {
2289                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2290                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2291                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2292                 }
2293         }
2294         return (ret ? 1 : 0);
2295 }
2296
2297 /**
2298  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2299  * @cachep: The cache to shrink.
2300  *
2301  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2302  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2303  */
2304 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2305 {
2306         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2307
2308         return __cache_shrink(cachep);
2309 }
2310 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2311
2312 /**
2313  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2314  * @cachep: the cache to destroy
2315  *
2316  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2317  * Returns 0 on success.
2318  *
2319  * It is expected this function will be called by a module when it is
2320  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2321  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2322  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2323  *
2324  * The cache must be empty before calling this function.
2325  *
2326  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2327  * during the kmem_cache_destroy().
2328  */
2329 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2330 {
2331         int i;
2332         struct kmem_list3 *l3;
2333
2334         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2335
2336         /* Don't let CPUs to come and go */
2337         lock_cpu_hotplug();
2338
2339         /* Find the cache in the chain of caches. */
2340         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2341         /*
2342          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2343          */
2344         list_del(&cachep->next);
2345         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2346
2347         if (__cache_shrink(cachep)) {
2348                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2349                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2350                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2351                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2352                 unlock_cpu_hotplug();
2353                 return 1;
2354         }
2355
2356         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2357                 synchronize_rcu();
2358
2359         for_each_online_cpu(i)
2360             kfree(cachep->array[i]);
2361
2362         /* NUMA: free the list3 structures */
2363         for_each_online_node(i) {
2364                 l3 = cachep->nodelists[i];
2365                 if (l3) {
2366                         kfree(l3->shared);
2367                         free_alien_cache(l3->alien);
2368                         kfree(l3);
2369                 }
2370         }
2371         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2372         unlock_cpu_hotplug();
2373         return 0;
2374 }
2375 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2376
2377 /* Get the memory for a slab management obj. */
2378 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2379                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2380                                    int nodeid)
2381 {
2382         struct slab *slabp;
2383
2384         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2385                 /* Slab management obj is off-slab. */
2386                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2387                                               local_flags, nodeid);
2388                 if (!slabp)
2389                         return NULL;
2390         } else {
2391                 slabp = objp + colour_off;
2392                 colour_off += cachep->slab_size;
2393         }
2394         slabp->inuse = 0;
2395         slabp->colouroff = colour_off;
2396         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2397         slabp->nodeid = nodeid;
2398         return slabp;
2399 }
2400
2401 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2402 {
2403         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2404 }
2405
2406 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2407                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2408 {
2409         int i;
2410
2411         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2412                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2413 #if DEBUG
2414                 /* need to poison the objs? */
2415                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2416                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2417                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2418                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2419
2420                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2421                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2422                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2423                 }
2424                 /*
2425                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2426                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2427                  * They must also be threaded.
2428                  */
2429                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2430                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2431                                      ctor_flags);
2432
2433                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2434                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2435                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2436                                            " end of an object");
2437                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2438                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2439                                            " start of an object");
2440                 }
2441                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2442                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2443                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2444                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2445 #else
2446                 if (cachep->ctor)
2447                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2448 #endif
2449                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2450         }
2451         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2452         slabp->free = 0;
2453 }
2454
2455 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2456 {
2457         if (flags & SLAB_DMA)
2458                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2459         else
2460                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2461 }
2462
2463 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2464                                 int nodeid)
2465 {
2466         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2467         kmem_bufctl_t next;
2468
2469         slabp->inuse++;
2470         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2471 #if DEBUG
2472         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2473         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2474 #endif
2475         slabp->free = next;
2476
2477         return objp;
2478 }
2479
2480 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2481                                 void *objp, int nodeid)
2482 {
2483         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2484
2485 #if DEBUG
2486         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2487         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2488
2489         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2490                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2491                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2492                 BUG();
2493         }
2494 #endif
2495         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2496         slabp->free = objnr;
2497         slabp->inuse--;
2498 }
2499
2500 /*
2501  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2502  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2503  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2504  */
2505 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2506                            void *addr)
2507 {
2508         int nr_pages;
2509         struct page *page;
2510
2511         page = virt_to_page(addr);
2512
2513         nr_pages = 1;
2514         if (likely(!PageCompound(page)))
2515                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2516
2517         do {
2518                 page_set_cache(page, cache);
2519                 page_set_slab(page, slab);
2520                 page++;
2521         } while (--nr_pages);
2522 }
2523
2524 /*
2525  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2526  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2527  */
2528 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2529 {
2530         struct slab *slabp;
2531         void *objp;
2532         size_t offset;
2533         gfp_t local_flags;
2534         unsigned long ctor_flags;
2535         struct kmem_list3 *l3;
2536
2537         /*
2538          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2539          * critical path in kmem_cache_alloc().
2540          */
2541         BUG_ON(flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW));
2542         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2543                 return 0;
2544
2545         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2546         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2547         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2548                 /*
2549                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2550                  * this - it might need to know...
2551                  */
2552                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2553
2554         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2555         check_irq_off();
2556         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2557         spin_lock(&l3->list_lock);
2558
2559         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2560         offset = l3->colour_next;
2561         l3->colour_next++;
2562         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2563                 l3->colour_next = 0;
2564         spin_unlock(&l3->list_lock);
2565
2566         offset *= cachep->colour_off;
2567
2568         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2569                 local_irq_enable();
2570
2571         /*
2572          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2573          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2574          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2575          * will eventually be caught here (where it matters).
2576          */
2577         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2578
2579         /*
2580          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2581          * 'nodeid'.
2582          */
2583         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2584         if (!objp)
2585                 goto failed;
2586
2587         /* Get slab management. */
2588         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags, nodeid);
2589         if (!slabp)
2590                 goto opps1;
2591
2592         slabp->nodeid = nodeid;
2593         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2594
2595         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2596
2597         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2598                 local_irq_disable();
2599         check_irq_off();
2600         spin_lock(&l3->list_lock);
2601
2602         /* Make slab active. */
2603         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2604         STATS_INC_GROWN(cachep);
2605         l3->free_objects += cachep->num;
2606         spin_unlock(&l3->list_lock);
2607         return 1;
2608 opps1:
2609         kmem_freepages(cachep, objp);
2610 failed:
2611         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2612                 local_irq_disable();
2613         return 0;
2614 }
2615
2616 #if DEBUG
2617
2618 /*
2619  * Perform extra freeing checks:
2620  * - detect bad pointers.
2621  * - POISON/RED_ZONE checking
2622  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2623  */
2624 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2625 {
2626         struct page *page;
2627
2628         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2629                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2630                        (unsigned long)objp);
2631                 BUG();
2632         }
2633         page = virt_to_page(objp);
2634         if (!PageSlab(page)) {
2635                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2636                        (unsigned long)objp);
2637                 BUG();
2638         }
2639 }
2640
2641 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2642 {
2643         unsigned long redzone1, redzone2;
2644
2645         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2646         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2647
2648         /*
2649          * Redzone is ok.
2650          */
2651         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2652                 return;
2653
2654         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2655                 slab_error(cache, "double free detected");
2656         else
2657                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2658
2659         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2660                         obj, redzone1, redzone2);
2661 }
2662
2663 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2664                                    void *caller)
2665 {
2666         struct page *page;
2667         unsigned int objnr;
2668         struct slab *slabp;
2669
2670         objp -= obj_offset(cachep);
2671         kfree_debugcheck(objp);
2672         page = virt_to_page(objp);
2673
2674         slabp = page_get_slab(page);
2675
2676         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2677                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2678                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2679                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2680         }
2681         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2682                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2683
2684         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2685
2686         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2687         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2688
2689         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2690                 /*
2691                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2692                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2693                  * the cache-lock held.
2694                  */
2695                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2696                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2697         }
2698         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2699                 /* we want to cache poison the object,
2700                  * call the destruction callback
2701                  */
2702                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2703         }
2704 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2705         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2706 #endif
2707         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2708 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2709                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2710                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2711                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2712                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2713                 } else {
2714                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2715                 }
2716 #else
2717                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2718 #endif
2719         }
2720         return objp;
2721 }
2722
2723 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2724 {
2725         kmem_bufctl_t i;
2726         int entries = 0;
2727
2728         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2729         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2730                 entries++;
2731                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2732                         goto bad;
2733         }
2734         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2735 bad:
2736                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2737                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2738                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2739                 for (i = 0;
2740                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2741                      i++) {
2742                         if (i % 16 == 0)
2743                                 printk("\n%03x:", i);
2744                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2745                 }
2746                 printk("\n");
2747                 BUG();
2748         }
2749 }
2750 #else
2751 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2752 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2753 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2754 #endif
2755
2756 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2757 {
2758         int batchcount;
2759         struct kmem_list3 *l3;
2760         struct array_cache *ac;
2761
2762         check_irq_off();
2763         ac = cpu_cache_get(cachep);
2764 retry:
2765         batchcount = ac->batchcount;
2766         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2767                 /*
2768                  * If there was little recent activity on this cache, then
2769                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2770                  * refill bouncing.
2771                  */
2772                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2773         }
2774         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2775
2776         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2777         spin_lock(&l3->list_lock);
2778
2779         /* See if we can refill from the shared array */
2780         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2781                 goto alloc_done;
2782
2783         while (batchcount > 0) {
2784                 struct list_head *entry;
2785                 struct slab *slabp;
2786                 /* Get slab alloc is to come from. */
2787                 entry = l3->slabs_partial.next;
2788                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2789                         l3->free_touched = 1;
2790                         entry = l3->slabs_free.next;
2791                         if (entry == &l3->slabs_free)
2792                                 goto must_grow;
2793                 }
2794
2795                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2796                 check_slabp(cachep, slabp);
2797                 check_spinlock_acquired(cachep);
2798                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2799                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2800                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2801                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2802
2803                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2804                                                             numa_node_id());
2805                 }
2806                 check_slabp(cachep, slabp);
2807
2808                 /* move slabp to correct slabp list: */
2809                 list_del(&slabp->list);
2810                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2811                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2812                 else
2813                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2814         }
2815
2816 must_grow:
2817         l3->free_objects -= ac->avail;
2818 alloc_done:
2819         spin_unlock(&l3->list_lock);
2820
2821         if (unlikely(!ac->avail)) {
2822                 int x;
2823                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2824
2825                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2826                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2827                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2828                         return NULL;
2829
2830                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2831                         goto retry;
2832         }
2833         ac->touched = 1;
2834         return ac->entry[--ac->avail];
2835 }
2836
2837 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2838                                                 gfp_t flags)
2839 {
2840         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2841 #if DEBUG
2842         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2843 #endif
2844 }
2845
2846 #if DEBUG
2847 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2848                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
2849 {
2850         if (!objp)
2851                 return objp;
2852         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2853 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2854                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2855                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2856                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2857                 else
2858                         check_poison_obj(cachep, objp);
2859 #else
2860                 check_poison_obj(cachep, objp);
2861 #endif
2862                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2863         }
2864         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2865                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2866
2867         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2868                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2869                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2870                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2871                                                 " object was overwritten");
2872                         printk(KERN_ERR
2873                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
2874                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2875                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2876                 }
2877                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2878                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2879         }
2880 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2881         {
2882                 struct slab *slabp;
2883                 unsigned objnr;
2884
2885                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
2886                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2887                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
2888         }
2889 #endif
2890         objp += obj_offset(cachep);
2891         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2892                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2893
2894                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2895                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2896
2897                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2898         }
2899         return objp;
2900 }
2901 #else
2902 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2903 #endif
2904
2905 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2906 {
2907         void *objp;
2908         struct array_cache *ac;
2909
2910 #ifdef CONFIG_NUMA
2911         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
2912                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
2913                 if (objp != NULL)
2914                         return objp;
2915         }
2916 #endif
2917
2918         check_irq_off();
2919         ac = cpu_cache_get(cachep);
2920         if (likely(ac->avail)) {
2921                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2922                 ac->touched = 1;
2923                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2924         } else {
2925                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2926                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2927         }
2928         return objp;
2929 }
2930
2931 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
2932                                                 gfp_t flags, void *caller)
2933 {
2934         unsigned long save_flags;
2935         void *objp;
2936
2937         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2938
2939         local_irq_save(save_flags);
2940         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2941         local_irq_restore(save_flags);
2942         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2943                                             caller);
2944         prefetchw(objp);
2945         return objp;
2946 }
2947
2948 #ifdef CONFIG_NUMA
2949 /*
2950  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
2951  *
2952  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2953  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2954  */
2955 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2956 {
2957         int nid_alloc, nid_here;
2958
2959         if (in_interrupt())
2960                 return NULL;
2961         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
2962         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
2963                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
2964         else if (current->mempolicy)
2965                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
2966         if (nid_alloc != nid_here)
2967                 return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
2968         return NULL;
2969 }
2970
2971 /*
2972  * A interface to enable slab creation on nodeid
2973  */
2974 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2975                                 int nodeid)
2976 {
2977         struct list_head *entry;
2978         struct slab *slabp;
2979         struct kmem_list3 *l3;
2980         void *obj;
2981         int x;
2982
2983         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2984         BUG_ON(!l3);
2985
2986 retry:
2987         check_irq_off();
2988         spin_lock(&l3->list_lock);
2989         entry = l3->slabs_partial.next;
2990         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2991                 l3->free_touched = 1;
2992                 entry = l3->slabs_free.next;
2993                 if (entry == &l3->slabs_free)
2994                         goto must_grow;
2995         }
2996
2997         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2998         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2999         check_slabp(cachep, slabp);
3000
3001         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3002         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3003         STATS_SET_HIGH(cachep);
3004
3005         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3006
3007         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3008         check_slabp(cachep, slabp);
3009         l3->free_objects--;
3010         /* move slabp to correct slabp list: */
3011         list_del(&slabp->list);
3012
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         spin_unlock(&l3->list_lock);
3019         goto done;
3020
3021 must_grow:
3022         spin_unlock(&l3->list_lock);
3023         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
3024
3025         if (!x)
3026                 return NULL;
3027
3028         goto retry;
3029 done:
3030         return obj;
3031 }
3032 #endif
3033
3034 /*
3035  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3036  */
3037 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3038                        int node)
3039 {
3040         int i;
3041         struct kmem_list3 *l3;
3042
3043         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3044                 void *objp = objpp[i];
3045                 struct slab *slabp;
3046
3047                 slabp = virt_to_slab(objp);
3048                 l3 = cachep->nodelists[node];
3049                 list_del(&slabp->list);
3050                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3051                 check_slabp(cachep, slabp);
3052                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3053                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3054                 l3->free_objects++;
3055                 check_slabp(cachep, slabp);
3056
3057                 /* fixup slab chains */
3058                 if (slabp->inuse == 0) {
3059                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3060                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3061                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3062                         } else {
3063                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3064                         }
3065                 } else {
3066                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3067                          * partial list on free - maximum time for the
3068                          * other objects to be freed, too.
3069                          */
3070                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3071                 }
3072         }
3073 }
3074
3075 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3076 {
3077         int batchcount;
3078         struct kmem_list3 *l3;
3079         int node = numa_node_id();
3080
3081         batchcount = ac->batchcount;
3082 #if DEBUG
3083         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3084 #endif
3085         check_irq_off();
3086         l3 = cachep->nodelists[node];
3087         spin_lock(&l3->list_lock);
3088         if (l3->shared) {
3089                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3090                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3091                 if (max) {
3092                         if (batchcount > max)
3093                                 batchcount = max;
3094                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3095                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3096                         shared_array->avail += batchcount;
3097                         goto free_done;
3098                 }
3099         }
3100
3101         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3102 free_done:
3103 #if STATS
3104         {
3105                 int i = 0;
3106                 struct list_head *p;
3107
3108                 p = l3->slabs_free.next;
3109                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3110                         struct slab *slabp;
3111
3112                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3113                         BUG_ON(slabp->inuse);
3114
3115                         i++;
3116                         p = p->next;
3117                 }
3118                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3119         }
3120 #endif
3121         spin_unlock(&l3->list_lock);
3122         ac->avail -= batchcount;
3123         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3124 }
3125
3126 /*
3127  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3128  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3129  */
3130 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3131 {
3132         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3133
3134         check_irq_off();
3135         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3136
3137         if (cache_free_alien(cachep, objp))
3138                 return;
3139
3140         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3141                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3142                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3143                 return;
3144         } else {
3145                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3146                 cache_flusharray(cachep, ac);
3147                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3148         }
3149 }
3150
3151 /**
3152  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3153  * @cachep: The cache to allocate from.
3154  * @flags: See kmalloc().
3155  *
3156  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3157  * if the cache has no available objects.
3158  */
3159 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3160 {
3161         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3162 }
3163 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3164
3165 /**
3166  * kmem_cache_alloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3167  * @cache: The cache to allocate from.
3168  * @flags: See kmalloc().
3169  *
3170  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3171  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3172  */
3173 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3174 {
3175         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3176         if (ret)
3177                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3178         return ret;
3179 }
3180 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3181
3182 /**
3183  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3184  *      be a slab entry.
3185  * @cachep: the cache we're checking against
3186  * @ptr: pointer to validate
3187  *
3188  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3189  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3190  * part of the slab cache in question, but it at least
3191  * validates that the pointer can be dereferenced and
3192  * looks half-way sane.
3193  *
3194  * Currently only used for dentry validation.
3195  */
3196 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3197 {
3198         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3199         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3200         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3201         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3202         struct page *page;
3203
3204         if (unlikely(addr < min_addr))
3205                 goto out;
3206         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3207                 goto out;
3208         if (unlikely(addr & align_mask))
3209                 goto out;
3210         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3211                 goto out;
3212         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3213                 goto out;
3214         page = virt_to_page(ptr);
3215         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3216                 goto out;
3217         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3218                 goto out;
3219         return 1;
3220 out:
3221         return 0;
3222 }
3223
3224 #ifdef CONFIG_NUMA
3225 /**
3226  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3227  * @cachep: The cache to allocate from.
3228  * @flags: See kmalloc().
3229  * @nodeid: node number of the target node.
3230  *
3231  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3232  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3233  * can improve the performance for cpu bound structures.
3234  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3235  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3236  */
3237 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3238 {
3239         unsigned long save_flags;
3240         void *ptr;
3241
3242         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3243         local_irq_save(save_flags);
3244
3245         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3246                         !cachep->nodelists[nodeid])
3247                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3248         else
3249                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3250         local_irq_restore(save_flags);
3251
3252         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3253                                            __builtin_return_address(0));
3254
3255         return ptr;
3256 }
3257 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3258
3259 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3260 {
3261         struct kmem_cache *cachep;
3262
3263         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3264         if (unlikely(cachep == NULL))
3265                 return NULL;
3266         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3267 }
3268 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3269 #endif
3270
3271 /**
3272  * __do_kmalloc - allocate memory
3273  * @size: how many bytes of memory are required.
3274  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3275  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3276  */
3277 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3278                                           void *caller)
3279 {
3280         struct kmem_cache *cachep;
3281
3282         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3283          * __ with kmem_.
3284          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3285          * functions.
3286          */
3287         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3288         if (unlikely(cachep == NULL))
3289                 return NULL;
3290         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3291 }
3292
3293
3294 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3295 {
3296 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3297         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3298 #else
3299         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3300 #endif
3301 }
3302 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3303
3304 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3305 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3306 {
3307         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3308 }
3309 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3310 #endif
3311
3312 #ifdef CONFIG_SMP
3313 /**
3314  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3315  * cpu in the system, zeroing them.
3316  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3317  *
3318  * @size: how many bytes of memory are required.
3319  */
3320 void *__alloc_percpu(size_t size)
3321 {
3322         int i;
3323         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3324
3325         if (!pdata)
3326                 return NULL;
3327
3328         /*
3329          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3330          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3331          * that we have allocated then....
3332          */
3333         for_each_possible_cpu(i) {
3334                 int node = cpu_to_node(i);
3335
3336                 if (node_online(node))
3337                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3338                 else
3339                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3340
3341                 if (!pdata->ptrs[i])
3342                         goto unwind_oom;
3343                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3344         }
3345
3346         /* Catch derefs w/o wrappers */
3347         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3348
3349 unwind_oom:
3350         while (--i >= 0) {
3351                 if (!cpu_possible(i))
3352                         continue;
3353                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3354         }
3355         kfree(pdata);
3356         return NULL;
3357 }
3358 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3359 #endif
3360
3361 /**
3362  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3363  * @cachep: The cache the allocation was from.
3364  * @objp: The previously allocated object.
3365  *
3366  * Free an object which was previously allocated from this
3367  * cache.
3368  */
3369 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3370 {
3371         unsigned long flags;
3372
3373         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3374
3375         local_irq_save(flags);
3376         __cache_free(cachep, objp);
3377         local_irq_restore(flags);
3378 }
3379 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3380
3381 /**
3382  * kfree - free previously allocated memory
3383  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3384  *
3385  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3386  *
3387  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3388  * or you will run into trouble.
3389  */
3390 void kfree(const void *objp)
3391 {
3392         struct kmem_cache *c;
3393         unsigned long flags;
3394
3395         if (unlikely(!objp))
3396                 return;
3397         local_irq_save(flags);
3398         kfree_debugcheck(objp);
3399         c = virt_to_cache(objp);
3400         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3401         __cache_free(c, (void *)objp);
3402         local_irq_restore(flags);
3403 }
3404 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3405
3406 #ifdef CONFIG_SMP
3407 /**
3408  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3409  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3410  *
3411  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3412  * The complemented objp is to check for that.
3413  */
3414 void free_percpu(const void *objp)
3415 {
3416         int i;
3417         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3418
3419         /*
3420          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3421          */
3422         for_each_possible_cpu(i)
3423             kfree(p->ptrs[i]);
3424         kfree(p);
3425 }
3426 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3427 #endif
3428
3429 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3430 {
3431         return obj_size(cachep);
3432 }
3433 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3434
3435 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3436 {
3437         return cachep->name;
3438 }
3439 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3440
3441 /*
3442  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3443  */
3444 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3445 {
3446         int node;
3447         struct kmem_list3 *l3;
3448         struct array_cache *new_shared;
3449         struct array_cache **new_alien;
3450
3451         for_each_online_node(node) {
3452
3453                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3454                 if (!new_alien)
3455                         goto fail;
3456
3457                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3458                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3459                                         0xbaadf00d);
3460                 if (!new_shared) {
3461                         free_alien_cache(new_alien);
3462                         goto fail;
3463                 }
3464
3465                 l3 = cachep->nodelists[node];
3466                 if (l3) {
3467                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3468
3469                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3470
3471                         if (shared)
3472                                 free_block(cachep, shared->entry,
3473                                                 shared->avail, node);
3474
3475                         l3->shared = new_shared;
3476                         if (!l3->alien) {
3477                                 l3->alien = new_alien;
3478                                 new_alien = NULL;
3479                         }
3480                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3481                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3482                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3483                         kfree(shared);
3484                         free_alien_cache(new_alien);
3485                         continue;
3486                 }
3487                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3488                 if (!l3) {
3489                         free_alien_cache(new_alien);
3490                         kfree(new_shared);
3491                         goto fail;
3492                 }
3493
3494                 kmem_list3_init(l3);
3495                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3496                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3497                 l3->shared = new_shared;
3498                 l3->alien = new_alien;
3499                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3500                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3501                 cachep->nodelists[node] = l3;
3502         }
3503         return 0;
3504
3505 fail:
3506         if (!cachep->next.next) {
3507                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3508                 node--;
3509                 while (node >= 0) {
3510                         if (cachep->nodelists[node]) {
3511                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3512
3513                                 kfree(l3->shared);
3514                                 free_alien_cache(l3->alien);
3515                                 kfree(l3);
3516                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3517                         }
3518                         node--;
3519                 }
3520         }
3521         return -ENOMEM;
3522 }
3523
3524 struct ccupdate_struct {
3525         struct kmem_cache *cachep;
3526         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3527 };
3528
3529 static void do_ccupdate_local(void *info)
3530 {
3531         struct ccupdate_struct *new = info;
3532         struct array_cache *old;
3533
3534         check_irq_off();
3535         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3536
3537         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3538         new->new[smp_processor_id()] = old;
3539 }
3540
3541 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3542 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3543                                 int batchcount, int shared)
3544 {
3545         struct ccupdate_struct new;
3546         int i, err;
3547
3548         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3549         for_each_online_cpu(i) {
3550                 new.new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3551                                                 batchcount);
3552                 if (!new.new[i]) {
3553                         for (i--; i >= 0; i--)
3554                                 kfree(new.new[i]);
3555                         return -ENOMEM;
3556                 }
3557         }
3558         new.cachep = cachep;
3559
3560         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)&new, 1, 1);
3561
3562         check_irq_on();
3563         cachep->batchcount = batchcount;
3564         cachep->limit = limit;
3565         cachep->shared = shared;
3566
3567         for_each_online_cpu(i) {
3568                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3569                 if (!ccold)
3570                         continue;
3571                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3572                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3573                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3574                 kfree(ccold);
3575         }
3576
3577         err = alloc_kmemlist(cachep);
3578         if (err) {
3579                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3580                        cachep->name, -err);
3581                 BUG();
3582         }
3583         return 0;
3584 }
3585
3586 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3587 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3588 {
3589         int err;
3590         int limit, shared;
3591
3592         /*
3593          * The head array serves three purposes:
3594          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3595          * - reduce the number of spinlock operations.
3596          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3597          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3598          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3599          * Bonwick.
3600          */
3601         if (cachep->buffer_size > 131072)
3602                 limit = 1;
3603         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3604                 limit = 8;
3605         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3606                 limit = 24;
3607         else if (cachep->buffer_size > 256)
3608                 limit = 54;
3609         else
3610                 limit = 120;
3611
3612         /*
3613          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3614          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3615          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3616          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3617          * replaces Bonwick's magazine layer.
3618          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3619          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3620          */
3621         shared = 0;
3622 #ifdef CONFIG_SMP
3623         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3624                 shared = 8;
3625 #endif
3626
3627 #if DEBUG
3628         /*
3629          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3630          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3631          */
3632         if (limit > 32)
3633                 limit = 32;
3634 #endif
3635         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3636         if (err)
3637                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3638                        cachep->name, -err);
3639 }
3640
3641 /*
3642  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3643  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3644  * if drain_array() is used on the shared array.
3645  */
3646 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3647                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3648 {
3649         int tofree;
3650
3651         if (!ac || !ac->avail)
3652                 return;
3653         if (ac->touched && !force) {
3654                 ac->touched = 0;
3655         } else {
3656                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3657                 if (ac->avail) {
3658                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3659                         if (tofree > ac->avail)
3660                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3661                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3662                         ac->avail -= tofree;
3663                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3664                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3665                 }
3666                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3667         }
3668 }
3669
3670 /**
3671  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3672  * @unused: unused parameter
3673  *
3674  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3675  * Purpose:
3676  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3677  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3678  *
3679  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3680  * again on the next iteration.
3681  */
3682 static void cache_reap(void *unused)
3683 {
3684         struct kmem_cache *searchp;
3685         struct kmem_list3 *l3;
3686         int node = numa_node_id();
3687
3688         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3689                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3690                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3691                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3692                 return;
3693         }
3694
3695         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
3696                 struct list_head *p;
3697                 int tofree;
3698                 struct slab *slabp;
3699
3700                 check_irq_on();
3701
3702                 /*
3703                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3704                  * have established with reasonable certainty that
3705                  * we can do some work if the lock was obtained.
3706                  */
3707                 l3 = searchp->nodelists[node];
3708
3709                 reap_alien(searchp, l3);
3710
3711                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3712
3713                 /*
3714                  * These are racy checks but it does not matter
3715                  * if we skip one check or scan twice.
3716                  */
3717                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3718                         goto next;
3719
3720                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3721
3722                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3723
3724                 if (l3->free_touched) {
3725                         l3->free_touched = 0;
3726                         goto next;
3727                 }
3728
3729                 tofree = (l3->free_limit + 5 * searchp->num - 1) /
3730                                 (5 * searchp->num);
3731                 do {
3732                         /*
3733                          * Do not lock if there are no free blocks.
3734                          */
3735                         if (list_empty(&l3->slabs_free))
3736                                 break;
3737
3738                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3739                         p = l3->slabs_free.next;
3740                         if (p == &(l3->slabs_free)) {
3741                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3742                                 break;
3743                         }
3744
3745                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3746                         BUG_ON(slabp->inuse);
3747                         list_del(&slabp->list);
3748                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3749
3750                         /*
3751                          * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
3752                          * to the cache. searchp cannot disappear, we hold
3753                          * cache_chain_lock
3754                          */
3755                         l3->free_objects -= searchp->num;
3756                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3757                         slab_destroy(searchp, slabp);
3758                 } while (--tofree > 0);
3759 next:
3760                 cond_resched();
3761         }
3762         check_irq_on();
3763         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3764         next_reap_node();
3765         /* Set up the next iteration */
3766         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3767 }
3768
3769 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3770
3771 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3772 {
3773         /*
3774          * Output format version, so at least we can change it
3775          * without _too_ many complaints.
3776          */
3777 #if STATS
3778         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3779 #else
3780         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3781 #endif
3782         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3783                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3784         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3785         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3786 #if STATS
3787         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3788                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
3789         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3790 #endif
3791         seq_putc(m, '\n');
3792 }
3793
3794 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3795 {
3796         loff_t n = *pos;
3797         struct list_head *p;
3798
3799         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3800         if (!n)
3801                 print_slabinfo_header(m);
3802         p = cache_chain.next;
3803         while (n--) {
3804                 p = p->next;
3805                 if (p == &cache_chain)
3806                         return NULL;
3807         }
3808         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3809 }
3810
3811 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3812 {
3813         struct kmem_cache *cachep = p;
3814         ++*pos;
3815         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3816                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3817 }
3818
3819 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3820 {
3821         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3822 }
3823
3824 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3825 {
3826         struct kmem_cache *cachep = p;
3827         struct slab *slabp;
3828         unsigned long active_objs;
3829         unsigned long num_objs;
3830         unsigned long active_slabs = 0;
3831         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3832         const char *name;
3833         char *error = NULL;
3834         int node;
3835         struct kmem_list3 *l3;
3836
3837         active_objs = 0;
3838         num_slabs = 0;
3839         for_each_online_node(node) {
3840                 l3 = cachep->nodelists[node];
3841                 if (!l3)
3842                         continue;
3843
3844                 check_irq_on();
3845                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3846
3847                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
3848                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3849                                 error = "slabs_full accounting error";
3850                         active_objs += cachep->num;
3851                         active_slabs++;
3852                 }
3853                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
3854                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3855                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3856                         if (!slabp->inuse && !error)
3857                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3858                         active_objs += slabp->inuse;
3859                         active_slabs++;
3860                 }
3861                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
3862                         if (slabp->inuse && !error)
3863                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3864                         num_slabs++;
3865                 }
3866                 free_objects += l3->free_objects;
3867                 if (l3->shared)
3868                         shared_avail += l3->shared->avail;
3869
3870                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3871         }
3872         num_slabs += active_slabs;
3873         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3874         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3875                 error = "free_objects accounting error";
3876
3877         name = cachep->name;
3878         if (error)
3879                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3880
3881         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3882                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3883                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3884         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3885                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3886         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3887                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3888 #if STATS
3889         {                       /* list3 stats */
3890                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3891                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3892                 unsigned long grown = cachep->grown;
3893                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3894                 unsigned long errors = cachep->errors;
3895                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3896                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3897                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3898                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
3899
3900                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3901                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
3902                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
3903                                 node_frees, overflows);
3904         }
3905         /* cpu stats */
3906         {
3907                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3908                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3909                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3910                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3911
3912                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3913                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3914         }
3915 #endif
3916         seq_putc(m, '\n');
3917         return 0;
3918 }
3919
3920 /*
3921  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3922  *
3923  * Output layout:
3924  * cache-name
3925  * num-active-objs
3926  * total-objs
3927  * object size
3928  * num-active-slabs
3929  * total-slabs
3930  * num-pages-per-slab
3931  * + further values on SMP and with statistics enabled
3932  */
3933
3934 struct seq_operations slabinfo_op = {
3935         .start = s_start,
3936         .next = s_next,
3937         .stop = s_stop,
3938         .show = s_show,
3939 };
3940
3941 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3942 /**
3943  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3944  * @file: unused
3945  * @buffer: user buffer
3946  * @count: data length
3947  * @ppos: unused
3948  */
3949 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3950                        size_t count, loff_t *ppos)
3951 {
3952         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3953         int limit, batchcount, shared, res;
3954         struct kmem_cache *cachep;
3955
3956         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3957                 return -EINVAL;
3958         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3959                 return -EFAULT;
3960         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3961
3962         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3963         if (!tmp)
3964                 return -EINVAL;
3965         *tmp = '\0';
3966         tmp++;
3967         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3968                 return -EINVAL;
3969
3970         /* Find the cache in the chain of caches. */
3971         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3972         res = -EINVAL;
3973         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
3974                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3975                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
3976                                         batchcount > limit || shared < 0) {
3977                                 res = 0;
3978                         } else {
3979                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3980                                                        batchcount, shared);
3981                         }
3982                         break;
3983                 }
3984         }
3985         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3986         if (res >= 0)
3987                 res = count;
3988         return res;
3989 }
3990
3991 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3992
3993 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3994 {
3995         loff_t n = *pos;
3996         struct list_head *p;
3997
3998         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3999         p = cache_chain.next;
4000         while (n--) {
4001                 p = p->next;
4002                 if (p == &cache_chain)
4003                         return NULL;
4004         }
4005         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4006 }
4007
4008 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4009 {
4010         unsigned long *p;
4011         int l;
4012         if (!v)
4013                 return 1;
4014         l = n[1];
4015         p = n + 2;
4016         while (l) {
4017                 int i = l/2;
4018                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4019                 if (*q == v) {
4020                         q[1]++;
4021                         return 1;
4022                 }
4023                 if (*q > v) {
4024                         l = i;
4025                 } else {
4026                         p = q + 2;
4027                         l -= i + 1;
4028                 }
4029         }
4030         if (++n[1] == n[0])
4031                 return 0;
4032         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4033         p[0] = v;
4034         p[1] = 1;
4035         return 1;
4036 }
4037
4038 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4039 {
4040         void *p;
4041         int i;
4042         if (n[0] == n[1])
4043                 return;
4044         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4045                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4046                         continue;
4047                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4048                         return;
4049         }
4050 }
4051
4052 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4053 {
4054 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4055         char *modname;
4056         const char *name;
4057         unsigned long offset, size;
4058         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4059
4060         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4061
4062         if (name) {
4063                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4064                 if (modname)
4065                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4066                 return;
4067         }
4068 #endif
4069         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4070 }
4071
4072 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4073 {
4074         struct kmem_cache *cachep = p;
4075         struct slab *slabp;
4076         struct kmem_list3 *l3;
4077         const char *name;
4078         unsigned long *n = m->private;
4079         int node;
4080         int i;
4081
4082         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4083                 return 0;
4084         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4085                 return 0;
4086
4087         /* OK, we can do it */
4088
4089         n[1] = 0;
4090
4091         for_each_online_node(node) {
4092                 l3 = cachep->nodelists[node];
4093                 if (!l3)
4094                         continue;
4095
4096                 check_irq_on();
4097                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4098
4099                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4100                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4101                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4102                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4103                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4104         }
4105         name = cachep->name;
4106         if (n[0] == n[1]) {
4107                 /* Increase the buffer size */
4108                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4109                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4110                 if (!m->private) {
4111                         /* Too bad, we are really out */
4112                         m->private = n;
4113                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4114                         return -ENOMEM;
4115                 }
4116                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4117                 kfree(n);
4118                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4119                 /* Now make sure this entry will be retried */
4120                 m->count = m->size;
4121                 return 0;
4122         }
4123         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4124                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4125                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4126                 seq_putc(m, '\n');
4127         }
4128         return 0;
4129 }
4130
4131 struct seq_operations slabstats_op = {
4132         .start = leaks_start,
4133         .next = s_next,
4134         .stop = s_stop,
4135         .show = leaks_show,
4136 };
4137 #endif
4138 #endif
4139
4140 /**
4141  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4142  * @objp: Pointer to the object
4143  *
4144  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4145  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4146  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4147  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4148  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4149  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4150  * must not be freed during the duration of the call.
4151  */
4152 unsigned int ksize(const void *objp)
4153 {
4154         if (unlikely(objp == NULL))
4155                 return 0;
4156
4157         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4158 }