]> nv-tegra.nvidia Code Review - linux-2.6.git/blob - mm/slab.c
2043102c0425ecb711f994c9e201e5765c11ab2b
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/uaccess.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/fault-inject.h>
111 #include        <linux/rtmutex.h>
112 #include        <linux/reciprocal_div.h>
113
114 #include        <asm/cacheflush.h>
115 #include        <asm/tlbflush.h>
116 #include        <asm/page.h>
117
118 /*
119  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
123  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
124  *
125  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
126  */
127
128 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
129 #define DEBUG           1
130 #define STATS           1
131 #define FORCED_DEBUG    1
132 #else
133 #define DEBUG           0
134 #define STATS           0
135 #define FORCED_DEBUG    0
136 #endif
137
138 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
139 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
140
141 #ifndef cache_line_size
142 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
143 #endif
144
145 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
146 /*
147  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
148  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
149  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
150  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
151  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
152  * ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
153  * Note that increasing this value may disable some debug features.
154  */
155 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
156 #endif
157
158 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
159 /*
160  * Enforce a minimum alignment for all caches.
161  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
162  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
163  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
164  * some debug features.
165  */
166 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
167 #endif
168
169 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
170 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
171 #endif
172
173 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
174 #if DEBUG
175 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
176                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
177                          SLAB_CACHE_DMA | \
178                          SLAB_STORE_USER | \
179                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
180                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
181 #else
182 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
183                          SLAB_CACHE_DMA | \
184                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
185                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
186 #endif
187
188 /*
189  * kmem_bufctl_t:
190  *
191  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
192  * linked offsets.
193  *
194  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
195  * slab an object belongs to.
196  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
197  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
198  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
199  * that does not use off-slab slabs.
200  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
201  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
202  * to have too many per slab.
203  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
204  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
205  */
206
207 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
208 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
209 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
210 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
211 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
212
213 /*
214  * struct slab
215  *
216  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
217  * for a slab, or allocated from an general cache.
218  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
219  */
220 struct slab {
221         struct list_head list;
222         unsigned long colouroff;
223         void *s_mem;            /* including colour offset */
224         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225         kmem_bufctl_t free;
226         unsigned short nodeid;
227 };
228
229 /*
230  * struct slab_rcu
231  *
232  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
233  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
234  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
235  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
236  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
237  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
238  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
239  *
240  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
241  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
242  *
243  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
244  */
245 struct slab_rcu {
246         struct rcu_head head;
247         struct kmem_cache *cachep;
248         void *addr;
249 };
250
251 /*
252  * struct array_cache
253  *
254  * Purpose:
255  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
256  * - reduce the number of linked list operations
257  * - reduce spinlock operations
258  *
259  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
260  * footprint.
261  *
262  */
263 struct array_cache {
264         unsigned int avail;
265         unsigned int limit;
266         unsigned int batchcount;
267         unsigned int touched;
268         spinlock_t lock;
269         void *entry[0]; /*
270                          * Must have this definition in here for the proper
271                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
272                          * the entries.
273                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
274                          */
275 };
276
277 /*
278  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
279  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
280  */
281 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
282 struct arraycache_init {
283         struct array_cache cache;
284         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
285 };
286
287 /*
288  * The slab lists for all objects.
289  */
290 struct kmem_list3 {
291         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
292         struct list_head slabs_full;
293         struct list_head slabs_free;
294         unsigned long free_objects;
295         unsigned int free_limit;
296         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
297         spinlock_t list_lock;
298         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
299         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
300         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
301         int free_touched;               /* updated without locking */
302 };
303
304 /*
305  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
306  */
307 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
308 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
309 #define CACHE_CACHE 0
310 #define SIZE_AC 1
311 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
312
313 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
314                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
315 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
316                         int node);
317 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
318 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
319
320 /*
321  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
322  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
323  */
324 static __always_inline int index_of(const size_t size)
325 {
326         extern void __bad_size(void);
327
328         if (__builtin_constant_p(size)) {
329                 int i = 0;
330
331 #define CACHE(x) \
332         if (size <=x) \
333                 return i; \
334         else \
335                 i++;
336 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
337 #undef CACHE
338                 __bad_size();
339         } else
340                 __bad_size();
341         return 0;
342 }
343
344 static int slab_early_init = 1;
345
346 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
347 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
348
349 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
350 {
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
353         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
354         parent->shared = NULL;
355         parent->alien = NULL;
356         parent->colour_next = 0;
357         spin_lock_init(&parent->list_lock);
358         parent->free_objects = 0;
359         parent->free_touched = 0;
360 }
361
362 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
363         do {                                                            \
364                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
365                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
366         } while (0)
367
368 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
369         do {                                                            \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
372         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
373         } while (0)
374
375 /*
376  * struct kmem_cache
377  *
378  * manages a cache.
379  */
380
381 struct kmem_cache {
382 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
383         struct array_cache *array[NR_CPUS];
384 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
385         unsigned int batchcount;
386         unsigned int limit;
387         unsigned int shared;
388
389         unsigned int buffer_size;
390         u32 reciprocal_buffer_size;
391 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
392
393         unsigned int flags;             /* constant flags */
394         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
395
396 /* 4) cache_grow/shrink */
397         /* order of pgs per slab (2^n) */
398         unsigned int gfporder;
399
400         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
401         gfp_t gfpflags;
402
403         size_t colour;                  /* cache colouring range */
404         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
405         struct kmem_cache *slabp_cache;
406         unsigned int slab_size;
407         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
408
409         /* constructor func */
410         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
411
412 /* 5) cache creation/removal */
413         const char *name;
414         struct list_head next;
415
416 /* 6) statistics */
417 #if STATS
418         unsigned long num_active;
419         unsigned long num_allocations;
420         unsigned long high_mark;
421         unsigned long grown;
422         unsigned long reaped;
423         unsigned long errors;
424         unsigned long max_freeable;
425         unsigned long node_allocs;
426         unsigned long node_frees;
427         unsigned long node_overflow;
428         atomic_t allochit;
429         atomic_t allocmiss;
430         atomic_t freehit;
431         atomic_t freemiss;
432 #endif
433 #if DEBUG
434         /*
435          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
436          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
437          * object size including these internal fields, the following two
438          * variables contain the offset to the user object and its size.
439          */
440         int obj_offset;
441         int obj_size;
442 #endif
443         /*
444          * We put nodelists[] at the end of kmem_cache, because we want to size
445          * this array to nr_node_ids slots instead of MAX_NUMNODES
446          * (see kmem_cache_init())
447          * We still use [MAX_NUMNODES] and not [1] or [0] because cache_cache
448          * is statically defined, so we reserve the max number of nodes.
449          */
450         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
451         /*
452          * Do not add fields after nodelists[]
453          */
454 };
455
456 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
457 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
458
459 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
460 /*
461  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
462  * cpucache drain/refill cycles.
463  *
464  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
465  * which could lock up otherwise freeable slabs.
466  */
467 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
468 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
469
470 #if STATS
471 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
472 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
473 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
474 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
475 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
476 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
477         do {                                                            \
478                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
479                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
480         } while (0)
481 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
482 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
483 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
484 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
485 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
486         do {                                                            \
487                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
488                         (x)->max_freeable = i;                          \
489         } while (0)
490 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
491 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
492 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
493 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
494 #else
495 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
496 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
497 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
498 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
499 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
500 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
501 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
502 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
503 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
504 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
505 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
506 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
507 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
508 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
509 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
510 #endif
511
512 #if DEBUG
513
514 /*
515  * memory layout of objects:
516  * 0            : objp
517  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
518  *              the end of an object is aligned with the end of the real
519  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
520  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
521  *              redzone word.
522  * cachep->obj_offset: The real object.
523  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
524  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
525  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
526  */
527 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
528 {
529         return cachep->obj_offset;
530 }
531
532 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
533 {
534         return cachep->obj_size;
535 }
536
537 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
538 {
539         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
540         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
541                                       sizeof(unsigned long long));
542 }
543
544 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
545 {
546         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
547         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
548                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
549                                               sizeof(unsigned long long) -
550                                               BYTES_PER_WORD);
551         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
552                                        sizeof(unsigned long long));
553 }
554
555 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
556 {
557         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
558         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
559 }
560
561 #else
562
563 #define obj_offset(x)                   0
564 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
565 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
566 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
567 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
568
569 #endif
570
571 /*
572  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
573  * order.
574  */
575 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
576 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
577 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
578 #elif defined(CONFIG_MMU)
579 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
580 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
581 #else
582 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
583 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
584 #endif
585
586 /*
587  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
588  */
589 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
590 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
591 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
592
593 /*
594  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
595  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
596  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
597  */
598 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
599 {
600         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
601 }
602
603 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
604 {
605         page = compound_head(page);
606         BUG_ON(!PageSlab(page));
607         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
608 }
609
610 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
611 {
612         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
613 }
614
615 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
616 {
617         BUG_ON(!PageSlab(page));
618         return (struct slab *)page->lru.prev;
619 }
620
621 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
622 {
623         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
624         return page_get_cache(page);
625 }
626
627 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
628 {
629         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
630         return page_get_slab(page);
631 }
632
633 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
634                                  unsigned int idx)
635 {
636         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
637 }
638
639 /*
640  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
641  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
642  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
643  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
644  */
645 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
646                                         const struct slab *slab, void *obj)
647 {
648         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
649         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
650 }
651
652 /*
653  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
654  */
655 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
656 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
657 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
658         CACHE(ULONG_MAX)
659 #undef CACHE
660 };
661 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
662
663 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
664 struct cache_names {
665         char *name;
666         char *name_dma;
667 };
668
669 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
670 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
671 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
672         {NULL,}
673 #undef CACHE
674 };
675
676 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
677     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
678 static struct arraycache_init initarray_generic =
679     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
680
681 /* internal cache of cache description objs */
682 static struct kmem_cache cache_cache = {
683         .batchcount = 1,
684         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
685         .shared = 1,
686         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
687         .name = "kmem_cache",
688 };
689
690 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
691
692 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
693
694 /*
695  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
696  * for other slabs "off slab".
697  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
698  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
699  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
700  *
701  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
702  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
703  * then comes back up during hotplug
704  */
705 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
706 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
707
708 static inline void init_lock_keys(void)
709
710 {
711         int q;
712         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
713
714         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
715                 for_each_node(q) {
716                         struct array_cache **alc;
717                         int r;
718                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
719                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
720                                 continue;
721                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
722                         alc = l3->alien;
723                         /*
724                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
725                          * should go away when common slab code is taught to
726                          * work even without alien caches.
727                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
728                          * for alloc_alien_cache,
729                          */
730                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
731                                 continue;
732                         for_each_node(r) {
733                                 if (alc[r])
734                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
735                                              &on_slab_alc_key);
736                         }
737                 }
738                 s++;
739         }
740 }
741 #else
742 static inline void init_lock_keys(void)
743 {
744 }
745 #endif
746
747 /*
748  * 1. Guard access to the cache-chain.
749  * 2. Protect sanity of cpu_online_map against cpu hotplug events
750  */
751 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
752 static struct list_head cache_chain;
753
754 /*
755  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
756  * until the general caches are up.
757  */
758 static enum {
759         NONE,
760         PARTIAL_AC,
761         PARTIAL_L3,
762         FULL
763 } g_cpucache_up;
764
765 /*
766  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
767  */
768 int slab_is_available(void)
769 {
770         return g_cpucache_up == FULL;
771 }
772
773 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
774
775 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
776 {
777         return cachep->array[smp_processor_id()];
778 }
779
780 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
781                                                         gfp_t gfpflags)
782 {
783         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
784
785 #if DEBUG
786         /* This happens if someone tries to call
787          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
788          * the generic caches are initialized.
789          */
790         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
791 #endif
792         WARN_ON_ONCE(size == 0);
793         while (size > csizep->cs_size)
794                 csizep++;
795
796         /*
797          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
798          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
799          * for large kmalloc calls required.
800          */
801 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
802         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
803                 return csizep->cs_dmacachep;
804 #endif
805         return csizep->cs_cachep;
806 }
807
808 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
809 {
810         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
811 }
812
813 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
814 {
815         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
816 }
817
818 /*
819  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
820  */
821 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
822                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
823                            unsigned int *num)
824 {
825         int nr_objs;
826         size_t mgmt_size;
827         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
828
829         /*
830          * The slab management structure can be either off the slab or
831          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
832          * slab is used for:
833          *
834          * - The struct slab
835          * - One kmem_bufctl_t for each object
836          * - Padding to respect alignment of @align
837          * - @buffer_size bytes for each object
838          *
839          * If the slab management structure is off the slab, then the
840          * alignment will already be calculated into the size. Because
841          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
842          * correct alignment when allocated.
843          */
844         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
845                 mgmt_size = 0;
846                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
847
848                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
849                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
850         } else {
851                 /*
852                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
853                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
854                  * least @align. In the worst case, this result will
855                  * be one greater than the number of objects that fit
856                  * into the memory allocation when taking the padding
857                  * into account.
858                  */
859                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
860                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
861
862                 /*
863                  * This calculated number will be either the right
864                  * amount, or one greater than what we want.
865                  */
866                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
867                        > slab_size)
868                         nr_objs--;
869
870                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
871                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
872
873                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
874         }
875         *num = nr_objs;
876         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
877 }
878
879 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
880
881 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
882                         char *msg)
883 {
884         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
885                function, cachep->name, msg);
886         dump_stack();
887 }
888
889 /*
890  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
891  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
892  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
893  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
894  * line
895   */
896
897 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
898 static int __init noaliencache_setup(char *s)
899 {
900         use_alien_caches = 0;
901         return 1;
902 }
903 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
904
905 #ifdef CONFIG_NUMA
906 /*
907  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
908  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
909  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
910  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
911  */
912 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
913
914 static void init_reap_node(int cpu)
915 {
916         int node;
917
918         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
919         if (node == MAX_NUMNODES)
920                 node = first_node(node_online_map);
921
922         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
923 }
924
925 static void next_reap_node(void)
926 {
927         int node = __get_cpu_var(reap_node);
928
929         node = next_node(node, node_online_map);
930         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
931                 node = first_node(node_online_map);
932         __get_cpu_var(reap_node) = node;
933 }
934
935 #else
936 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
937 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
938 #endif
939
940 /*
941  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
942  * via the workqueue/eventd.
943  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
944  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
945  * lock.
946  */
947 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
948 {
949         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
950
951         /*
952          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
953          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
954          * at that time.
955          */
956         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
957                 init_reap_node(cpu);
958                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
959                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
960                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
961         }
962 }
963
964 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
965                                             int batchcount)
966 {
967         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
968         struct array_cache *nc = NULL;
969
970         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
971         if (nc) {
972                 nc->avail = 0;
973                 nc->limit = entries;
974                 nc->batchcount = batchcount;
975                 nc->touched = 0;
976                 spin_lock_init(&nc->lock);
977         }
978         return nc;
979 }
980
981 /*
982  * Transfer objects in one arraycache to another.
983  * Locking must be handled by the caller.
984  *
985  * Return the number of entries transferred.
986  */
987 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
988                 struct array_cache *from, unsigned int max)
989 {
990         /* Figure out how many entries to transfer */
991         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
992
993         if (!nr)
994                 return 0;
995
996         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
997                         sizeof(void *) *nr);
998
999         from->avail -= nr;
1000         to->avail += nr;
1001         to->touched = 1;
1002         return nr;
1003 }
1004
1005 #ifndef CONFIG_NUMA
1006
1007 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1008 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1009
1010 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1011 {
1012         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1013 }
1014
1015 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1016 {
1017 }
1018
1019 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1020 {
1021         return 0;
1022 }
1023
1024 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1025                 gfp_t flags)
1026 {
1027         return NULL;
1028 }
1029
1030 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1031                  gfp_t flags, int nodeid)
1032 {
1033         return NULL;
1034 }
1035
1036 #else   /* CONFIG_NUMA */
1037
1038 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1039 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1040
1041 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1042 {
1043         struct array_cache **ac_ptr;
1044         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1045         int i;
1046
1047         if (limit > 1)
1048                 limit = 12;
1049         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1050         if (ac_ptr) {
1051                 for_each_node(i) {
1052                         if (i == node || !node_online(i)) {
1053                                 ac_ptr[i] = NULL;
1054                                 continue;
1055                         }
1056                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1057                         if (!ac_ptr[i]) {
1058                                 for (i--; i <= 0; i--)
1059                                         kfree(ac_ptr[i]);
1060                                 kfree(ac_ptr);
1061                                 return NULL;
1062                         }
1063                 }
1064         }
1065         return ac_ptr;
1066 }
1067
1068 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1069 {
1070         int i;
1071
1072         if (!ac_ptr)
1073                 return;
1074         for_each_node(i)
1075             kfree(ac_ptr[i]);
1076         kfree(ac_ptr);
1077 }
1078
1079 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1080                                 struct array_cache *ac, int node)
1081 {
1082         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1083
1084         if (ac->avail) {
1085                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1086                 /*
1087                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1088                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1089                  * into the free lists and getting them back later.
1090                  */
1091                 if (rl3->shared)
1092                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1093
1094                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1095                 ac->avail = 0;
1096                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1097         }
1098 }
1099
1100 /*
1101  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1102  */
1103 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1104 {
1105         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1106
1107         if (l3->alien) {
1108                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1109
1110                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1111                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1112                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1113                 }
1114         }
1115 }
1116
1117 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1118                                 struct array_cache **alien)
1119 {
1120         int i = 0;
1121         struct array_cache *ac;
1122         unsigned long flags;
1123
1124         for_each_online_node(i) {
1125                 ac = alien[i];
1126                 if (ac) {
1127                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1128                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1129                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1130                 }
1131         }
1132 }
1133
1134 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1135 {
1136         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1137         int nodeid = slabp->nodeid;
1138         struct kmem_list3 *l3;
1139         struct array_cache *alien = NULL;
1140         int node;
1141
1142         node = numa_node_id();
1143
1144         /*
1145          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1146          * cache on this cpu.
1147          */
1148         if (likely(slabp->nodeid == node))
1149                 return 0;
1150
1151         l3 = cachep->nodelists[node];
1152         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1153         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1154                 alien = l3->alien[nodeid];
1155                 spin_lock(&alien->lock);
1156                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1157                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1158                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1159                 }
1160                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1161                 spin_unlock(&alien->lock);
1162         } else {
1163                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1164                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1165                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1166         }
1167         return 1;
1168 }
1169 #endif
1170
1171 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1172                                     unsigned long action, void *hcpu)
1173 {
1174         long cpu = (long)hcpu;
1175         struct kmem_cache *cachep;
1176         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1177         int node = cpu_to_node(cpu);
1178         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1179
1180         switch (action) {
1181         case CPU_LOCK_ACQUIRE:
1182                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1183                 break;
1184         case CPU_UP_PREPARE:
1185         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1186                 /*
1187                  * We need to do this right in the beginning since
1188                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1189                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1190                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1191                  */
1192
1193                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1194                         /*
1195                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1196                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1197                          * node has not already allocated this
1198                          */
1199                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1200                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1201                                 if (!l3)
1202                                         goto bad;
1203                                 kmem_list3_init(l3);
1204                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1205                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1206
1207                                 /*
1208                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1209                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1210                                  * protection here.
1211                                  */
1212                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1213                         }
1214
1215                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1216                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1217                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1218                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1219                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1220                 }
1221
1222                 /*
1223                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1224                  * array caches
1225                  */
1226                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1227                         struct array_cache *nc;
1228                         struct array_cache *shared = NULL;
1229                         struct array_cache **alien = NULL;
1230
1231                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1232                                                 cachep->batchcount);
1233                         if (!nc)
1234                                 goto bad;
1235                         if (cachep->shared) {
1236                                 shared = alloc_arraycache(node,
1237                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1238                                         0xbaadf00d);
1239                                 if (!shared)
1240                                         goto bad;
1241                         }
1242                         if (use_alien_caches) {
1243                                 alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1244                                 if (!alien)
1245                                         goto bad;
1246                         }
1247                         cachep->array[cpu] = nc;
1248                         l3 = cachep->nodelists[node];
1249                         BUG_ON(!l3);
1250
1251                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1252                         if (!l3->shared) {
1253                                 /*
1254                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1255                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1256                                  */
1257                                 l3->shared = shared;
1258                                 shared = NULL;
1259                         }
1260 #ifdef CONFIG_NUMA
1261                         if (!l3->alien) {
1262                                 l3->alien = alien;
1263                                 alien = NULL;
1264                         }
1265 #endif
1266                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1267                         kfree(shared);
1268                         free_alien_cache(alien);
1269                 }
1270                 break;
1271         case CPU_ONLINE:
1272         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1273                 start_cpu_timer(cpu);
1274                 break;
1275 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1276         case CPU_DOWN_PREPARE:
1277         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1278                 /*
1279                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1280                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1281                  * anything expensive but will only modify reap_work
1282                  * and reschedule the timer.
1283                 */
1284                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(reap_work, cpu));
1285                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1286                 per_cpu(reap_work, cpu).work.func = NULL;
1287                 break;
1288         case CPU_DOWN_FAILED:
1289         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1290                 start_cpu_timer(cpu);
1291                 break;
1292         case CPU_DEAD:
1293         case CPU_DEAD_FROZEN:
1294                 /*
1295                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1296                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1297                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1298                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1299                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1300                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1301                  */
1302                 /* fall thru */
1303 #endif
1304         case CPU_UP_CANCELED:
1305         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1306                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1307                         struct array_cache *nc;
1308                         struct array_cache *shared;
1309                         struct array_cache **alien;
1310                         cpumask_t mask;
1311
1312                         mask = node_to_cpumask(node);
1313                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1314                         nc = cachep->array[cpu];
1315                         cachep->array[cpu] = NULL;
1316                         l3 = cachep->nodelists[node];
1317
1318                         if (!l3)
1319                                 goto free_array_cache;
1320
1321                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1322
1323                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1324                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1325                         if (nc)
1326                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1327
1328                         if (!cpus_empty(mask)) {
1329                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1330                                 goto free_array_cache;
1331                         }
1332
1333                         shared = l3->shared;
1334                         if (shared) {
1335                                 free_block(cachep, shared->entry,
1336                                            shared->avail, node);
1337                                 l3->shared = NULL;
1338                         }
1339
1340                         alien = l3->alien;
1341                         l3->alien = NULL;
1342
1343                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1344
1345                         kfree(shared);
1346                         if (alien) {
1347                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1348                                 free_alien_cache(alien);
1349                         }
1350 free_array_cache:
1351                         kfree(nc);
1352                 }
1353                 /*
1354                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1355                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1356                  * shrink each nodelist to its limit.
1357                  */
1358                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1359                         l3 = cachep->nodelists[node];
1360                         if (!l3)
1361                                 continue;
1362                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1363                 }
1364                 break;
1365         case CPU_LOCK_RELEASE:
1366                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1367                 break;
1368         }
1369         return NOTIFY_OK;
1370 bad:
1371         return NOTIFY_BAD;
1372 }
1373
1374 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1375         &cpuup_callback, NULL, 0
1376 };
1377
1378 /*
1379  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1380  */
1381 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1382                         int nodeid)
1383 {
1384         struct kmem_list3 *ptr;
1385
1386         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1387         BUG_ON(!ptr);
1388
1389         local_irq_disable();
1390         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1391         /*
1392          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1393          */
1394         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1395
1396         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1397         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1398         local_irq_enable();
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1403  * before smp_init().
1404  */
1405 void __init kmem_cache_init(void)
1406 {
1407         size_t left_over;
1408         struct cache_sizes *sizes;
1409         struct cache_names *names;
1410         int i;
1411         int order;
1412         int node;
1413
1414         if (num_possible_nodes() == 1)
1415                 use_alien_caches = 0;
1416
1417         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1418                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1419                 if (i < MAX_NUMNODES)
1420                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1421         }
1422
1423         /*
1424          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1425          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1426          */
1427         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1428                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1429
1430         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1431          * from caches that do not exist yet:
1432          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1433          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1434          *    cache_cache is statically allocated.
1435          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1436          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1437          *    array at the end of the bootstrap.
1438          * 2) Create the first kmalloc cache.
1439          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1440          *    An __init data area is used for the head array.
1441          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1442          *    head arrays.
1443          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1444          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1445          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1446          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1447          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1448          */
1449
1450         node = numa_node_id();
1451
1452         /* 1) create the cache_cache */
1453         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1454         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1455         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1456         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1457         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1458
1459         /*
1460          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1461          * can be less than MAX_NUMNODES.
1462          */
1463         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1464                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1465 #if DEBUG
1466         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1467 #endif
1468         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1469                                         cache_line_size());
1470         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1471                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1472
1473         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1474                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1475                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1476                 if (cache_cache.num)
1477                         break;
1478         }
1479         BUG_ON(!cache_cache.num);
1480         cache_cache.gfporder = order;
1481         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1482         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1483                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1484
1485         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1486         sizes = malloc_sizes;
1487         names = cache_names;
1488
1489         /*
1490          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1491          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1492          * bug.
1493          */
1494
1495         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1496                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1497                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1498                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1499                                         NULL, NULL);
1500
1501         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1502                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1503                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1504                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1505                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1506                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1507                                 NULL, NULL);
1508         }
1509
1510         slab_early_init = 0;
1511
1512         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1513                 /*
1514                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1515                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1516                  * eliminates "false sharing".
1517                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1518                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1519                  */
1520                 if (!sizes->cs_cachep) {
1521                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1522                                         sizes->cs_size,
1523                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1524                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1525                                         NULL, NULL);
1526                 }
1527 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1528                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1529                                         names->name_dma,
1530                                         sizes->cs_size,
1531                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1532                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1533                                                 SLAB_PANIC,
1534                                         NULL, NULL);
1535 #endif
1536                 sizes++;
1537                 names++;
1538         }
1539         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1540         {
1541                 struct array_cache *ptr;
1542
1543                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1544
1545                 local_irq_disable();
1546                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1547                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1548                        sizeof(struct arraycache_init));
1549                 /*
1550                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1551                  */
1552                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1553
1554                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1555                 local_irq_enable();
1556
1557                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1558
1559                 local_irq_disable();
1560                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1561                        != &initarray_generic.cache);
1562                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1563                        sizeof(struct arraycache_init));
1564                 /*
1565                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1566                  */
1567                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1568
1569                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1570                     ptr;
1571                 local_irq_enable();
1572         }
1573         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1574         {
1575                 int nid;
1576
1577                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1578                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE], node);
1579
1580                 for_each_online_node(nid) {
1581                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1582                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1583
1584                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1585                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1586                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1587                         }
1588                 }
1589         }
1590
1591         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1592         {
1593                 struct kmem_cache *cachep;
1594                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1595                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1596                         if (enable_cpucache(cachep))
1597                                 BUG();
1598                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1599         }
1600
1601         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1602         init_lock_keys();
1603
1604
1605         /* Done! */
1606         g_cpucache_up = FULL;
1607
1608         /*
1609          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1610          * cpu_cache_get for all new cpus
1611          */
1612         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1613
1614         /*
1615          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1616          * of the kernel is not yet operational.
1617          */
1618 }
1619
1620 static int __init cpucache_init(void)
1621 {
1622         int cpu;
1623
1624         /*
1625          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1626          */
1627         for_each_online_cpu(cpu)
1628                 start_cpu_timer(cpu);
1629         return 0;
1630 }
1631 __initcall(cpucache_init);
1632
1633 /*
1634  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1635  *
1636  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1637  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1638  * would be relatively rare and ignorable.
1639  */
1640 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1641 {
1642         struct page *page;
1643         int nr_pages;
1644         int i;
1645
1646 #ifndef CONFIG_MMU
1647         /*
1648          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1649          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1650          */
1651         flags |= __GFP_COMP;
1652 #endif
1653
1654         flags |= cachep->gfpflags;
1655
1656         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1657         if (!page)
1658                 return NULL;
1659
1660         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1661         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1662                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1663                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1664         else
1665                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1666                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1667         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1668                 __SetPageSlab(page + i);
1669         return page_address(page);
1670 }
1671
1672 /*
1673  * Interface to system's page release.
1674  */
1675 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1676 {
1677         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1678         struct page *page = virt_to_page(addr);
1679         const unsigned long nr_freed = i;
1680
1681         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1682                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1683                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1684         else
1685                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1686                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1687         while (i--) {
1688                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1689                 __ClearPageSlab(page);
1690                 page++;
1691         }
1692         if (current->reclaim_state)
1693                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1694         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1695 }
1696
1697 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1698 {
1699         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1700         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1701
1702         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1703         if (OFF_SLAB(cachep))
1704                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1705 }
1706
1707 #if DEBUG
1708
1709 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1710 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1711                             unsigned long caller)
1712 {
1713         int size = obj_size(cachep);
1714
1715         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1716
1717         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1718                 return;
1719
1720         *addr++ = 0x12345678;
1721         *addr++ = caller;
1722         *addr++ = smp_processor_id();
1723         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1724         {
1725                 unsigned long *sptr = &caller;
1726                 unsigned long svalue;
1727
1728                 while (!kstack_end(sptr)) {
1729                         svalue = *sptr++;
1730                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1731                                 *addr++ = svalue;
1732                                 size -= sizeof(unsigned long);
1733                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1734                                         break;
1735                         }
1736                 }
1737
1738         }
1739         *addr++ = 0x87654321;
1740 }
1741 #endif
1742
1743 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1744 {
1745         int size = obj_size(cachep);
1746         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1747
1748         memset(addr, val, size);
1749         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1750 }
1751
1752 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1753 {
1754         int i;
1755         unsigned char error = 0;
1756         int bad_count = 0;
1757
1758         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1759         for (i = 0; i < limit; i++) {
1760                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1761                         error = data[offset + i];
1762                         bad_count++;
1763                 }
1764                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1765         }
1766         printk("\n");
1767
1768         if (bad_count == 1) {
1769                 error ^= POISON_FREE;
1770                 if (!(error & (error - 1))) {
1771                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1772                                         "bad RAM.\n");
1773 #ifdef CONFIG_X86
1774                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1775                                         "test tool.\n");
1776 #else
1777                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1778 #endif
1779                 }
1780         }
1781 }
1782 #endif
1783
1784 #if DEBUG
1785
1786 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1787 {
1788         int i, size;
1789         char *realobj;
1790
1791         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1792                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1793                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1794                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1795         }
1796
1797         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1798                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1799                         *dbg_userword(cachep, objp));
1800                 print_symbol("(%s)",
1801                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1802                 printk("\n");
1803         }
1804         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1805         size = obj_size(cachep);
1806         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1807                 int limit;
1808                 limit = 16;
1809                 if (i + limit > size)
1810                         limit = size - i;
1811                 dump_line(realobj, i, limit);
1812         }
1813 }
1814
1815 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1816 {
1817         char *realobj;
1818         int size, i;
1819         int lines = 0;
1820
1821         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1822         size = obj_size(cachep);
1823
1824         for (i = 0; i < size; i++) {
1825                 char exp = POISON_FREE;
1826                 if (i == size - 1)
1827                         exp = POISON_END;
1828                 if (realobj[i] != exp) {
1829                         int limit;
1830                         /* Mismatch ! */
1831                         /* Print header */
1832                         if (lines == 0) {
1833                                 printk(KERN_ERR
1834                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1835                                         cachep->name, realobj, size);
1836                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1837                         }
1838                         /* Hexdump the affected line */
1839                         i = (i / 16) * 16;
1840                         limit = 16;
1841                         if (i + limit > size)
1842                                 limit = size - i;
1843                         dump_line(realobj, i, limit);
1844                         i += 16;
1845                         lines++;
1846                         /* Limit to 5 lines */
1847                         if (lines > 5)
1848                                 break;
1849                 }
1850         }
1851         if (lines != 0) {
1852                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1853                  * exist:
1854                  */
1855                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1856                 unsigned int objnr;
1857
1858                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1859                 if (objnr) {
1860                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1861                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1862                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1863                                realobj, size);
1864                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1865                 }
1866                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1867                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1868                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1869                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1870                                realobj, size);
1871                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1872                 }
1873         }
1874 }
1875 #endif
1876
1877 #if DEBUG
1878 /**
1879  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1880  * @cachep: cache pointer being destroyed
1881  * @slabp: slab pointer being destroyed
1882  *
1883  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1884  * destroyed.
1885  */
1886 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1887 {
1888         int i;
1889         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1890                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1891
1892                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1893 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1894                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1895                                         OFF_SLAB(cachep))
1896                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1897                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1898                         else
1899                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1900 #else
1901                         check_poison_obj(cachep, objp);
1902 #endif
1903                 }
1904                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1905                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1906                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1907                                            "was overwritten");
1908                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1909                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1910                                            "was overwritten");
1911                 }
1912         }
1913 }
1914 #else
1915 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1916 {
1917 }
1918 #endif
1919
1920 /**
1921  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1922  * @cachep: cache pointer being destroyed
1923  * @slabp: slab pointer being destroyed
1924  *
1925  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1926  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1927  * cache-lock is not held/needed.
1928  */
1929 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1930 {
1931         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1932
1933         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1934         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1935                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1936
1937                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1938                 slab_rcu->cachep = cachep;
1939                 slab_rcu->addr = addr;
1940                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1941         } else {
1942                 kmem_freepages(cachep, addr);
1943                 if (OFF_SLAB(cachep))
1944                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1945         }
1946 }
1947
1948 /*
1949  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1950  * size of kmem_list3.
1951  */
1952 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1953 {
1954         int node;
1955
1956         for_each_online_node(node) {
1957                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1958                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1959                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1960                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1961         }
1962 }
1963
1964 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1965 {
1966         int i;
1967         struct kmem_list3 *l3;
1968
1969         for_each_online_cpu(i)
1970             kfree(cachep->array[i]);
1971
1972         /* NUMA: free the list3 structures */
1973         for_each_online_node(i) {
1974                 l3 = cachep->nodelists[i];
1975                 if (l3) {
1976                         kfree(l3->shared);
1977                         free_alien_cache(l3->alien);
1978                         kfree(l3);
1979                 }
1980         }
1981         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1982 }
1983
1984
1985 /**
1986  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1987  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1988  * @size: size of objects to be created in this cache.
1989  * @align: required alignment for the objects.
1990  * @flags: slab allocation flags
1991  *
1992  * Also calculates the number of objects per slab.
1993  *
1994  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1995  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1996  * towards high-order requests, this should be changed.
1997  */
1998 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1999                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2000 {
2001         unsigned long offslab_limit;
2002         size_t left_over = 0;
2003         int gfporder;
2004
2005         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
2006                 unsigned int num;
2007                 size_t remainder;
2008
2009                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2010                 if (!num)
2011                         continue;
2012
2013                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2014                         /*
2015                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2016                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2017                          * looping condition in cache_grow().
2018                          */
2019                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2020                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2021
2022                         if (num > offslab_limit)
2023                                 break;
2024                 }
2025
2026                 /* Found something acceptable - save it away */
2027                 cachep->num = num;
2028                 cachep->gfporder = gfporder;
2029                 left_over = remainder;
2030
2031                 /*
2032                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2033                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2034                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2035                  */
2036                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2037                         break;
2038
2039                 /*
2040                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2041                  * currently bad for the gfp()s.
2042                  */
2043                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2044                         break;
2045
2046                 /*
2047                  * Acceptable internal fragmentation?
2048                  */
2049                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2050                         break;
2051         }
2052         return left_over;
2053 }
2054
2055 static int setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2056 {
2057         if (g_cpucache_up == FULL)
2058                 return enable_cpucache(cachep);
2059
2060         if (g_cpucache_up == NONE) {
2061                 /*
2062                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2063                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2064                  * further caches will BUG().
2065                  */
2066                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2067
2068                 /*
2069                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2070                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2071                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2072                  */
2073                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2074                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2075                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2076                 else
2077                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2078         } else {
2079                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2080                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2081
2082                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2083                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2084                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2085                 } else {
2086                         int node;
2087                         for_each_online_node(node) {
2088                                 cachep->nodelists[node] =
2089                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2090                                                 GFP_KERNEL, node);
2091                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2092                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2093                         }
2094                 }
2095         }
2096         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2097                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2098                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2099
2100         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2101         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2102         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2103         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2104         cachep->batchcount = 1;
2105         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2106         return 0;
2107 }
2108
2109 /**
2110  * kmem_cache_create - Create a cache.
2111  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2112  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2113  * @align: The required alignment for the objects.
2114  * @flags: SLAB flags
2115  * @ctor: A constructor for the objects.
2116  * @dtor: A destructor for the objects (not implemented anymore).
2117  *
2118  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2119  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2120  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2121  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2122  *
2123  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2124  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2125  *
2126  * The flags are
2127  *
2128  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2129  * to catch references to uninitialised memory.
2130  *
2131  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2132  * for buffer overruns.
2133  *
2134  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2135  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2136  * as davem.
2137  */
2138 struct kmem_cache *
2139 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2140         unsigned long flags,
2141         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2142         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2143 {
2144         size_t left_over, slab_size, ralign;
2145         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2146
2147         /*
2148          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2149          */
2150         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2151             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || dtor) {
2152                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2153                                 name);
2154                 BUG();
2155         }
2156
2157         /*
2158          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2159          * cpu_online_map as well.  Please see cpuup_callback
2160          */
2161         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2162
2163         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2164                 char tmp;
2165                 int res;
2166
2167                 /*
2168                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2169                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2170                  * area of the module.  Print a warning.
2171                  */
2172                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2173                 if (res) {
2174                         printk(KERN_ERR
2175                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2176                                pc->buffer_size);
2177                         continue;
2178                 }
2179
2180                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2181                         printk(KERN_ERR
2182                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2183                         dump_stack();
2184                         goto oops;
2185                 }
2186         }
2187
2188 #if DEBUG
2189         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2190 #if FORCED_DEBUG
2191         /*
2192          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2193          * large objects, if the increased size would increase the object size
2194          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2195          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2196          */
2197         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2198                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2199         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2200                 flags |= SLAB_POISON;
2201 #endif
2202         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2203                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2204 #endif
2205         /*
2206          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2207          * isn't available.
2208          */
2209         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2210
2211         /*
2212          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2213          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2214          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2215          */
2216         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2217                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2218                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2219         }
2220
2221         /* calculate the final buffer alignment: */
2222
2223         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2224         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2225                 /*
2226                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2227                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2228                  * one cacheline.
2229                  */
2230                 ralign = cache_line_size();
2231                 while (size <= ralign / 2)
2232                         ralign /= 2;
2233         } else {
2234                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2235         }
2236
2237         /*
2238          * Redzoning and user store require word alignment. Note this will be
2239          * overridden by architecture or caller mandated alignment if either
2240          * is greater than BYTES_PER_WORD.
2241          */
2242         if (flags & SLAB_RED_ZONE || flags & SLAB_STORE_USER)
2243                 ralign = __alignof__(unsigned long long);
2244
2245         /* 2) arch mandated alignment */
2246         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2247                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2248         }
2249         /* 3) caller mandated alignment */
2250         if (ralign < align) {
2251                 ralign = align;
2252         }
2253         /* disable debug if necessary */
2254         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2255                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2256         /*
2257          * 4) Store it.
2258          */
2259         align = ralign;
2260
2261         /* Get cache's description obj. */
2262         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, GFP_KERNEL);
2263         if (!cachep)
2264                 goto oops;
2265
2266 #if DEBUG
2267         cachep->obj_size = size;
2268
2269         /*
2270          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2271          * into align above.
2272          */
2273         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2274                 /* add space for red zone words */
2275                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2276                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2277         }
2278         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2279                 /* user store requires one word storage behind the end of
2280                  * the real object.
2281                  */
2282                 size += BYTES_PER_WORD;
2283         }
2284 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2285         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2286             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2287                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2288                 size = PAGE_SIZE;
2289         }
2290 #endif
2291 #endif
2292
2293         /*
2294          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2295          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2296          * it too early on.)
2297          */
2298         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2299                 /*
2300                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2301                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2302                  */
2303                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2304
2305         size = ALIGN(size, align);
2306
2307         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2308
2309         if (!cachep->num) {
2310                 printk(KERN_ERR
2311                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2312                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2313                 cachep = NULL;
2314                 goto oops;
2315         }
2316         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2317                           + sizeof(struct slab), align);
2318
2319         /*
2320          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2321          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2322          */
2323         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2324                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2325                 left_over -= slab_size;
2326         }
2327
2328         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2329                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2330                 slab_size =
2331                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2332         }
2333
2334         cachep->colour_off = cache_line_size();
2335         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2336         if (cachep->colour_off < align)
2337                 cachep->colour_off = align;
2338         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2339         cachep->slab_size = slab_size;
2340         cachep->flags = flags;
2341         cachep->gfpflags = 0;
2342         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2343                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2344         cachep->buffer_size = size;
2345         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2346
2347         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2348                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2349                 /*
2350                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2351                  * But since we go off slab only for object size greater than
2352                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2353                  * this should not happen at all.
2354                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2355                  */
2356                 BUG_ON(!cachep->slabp_cache);
2357         }
2358         cachep->ctor = ctor;
2359         cachep->name = name;
2360
2361         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2362                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2363                 cachep = NULL;
2364                 goto oops;
2365         }
2366
2367         /* cache setup completed, link it into the list */
2368         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2369 oops:
2370         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2371                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2372                       name);
2373         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2374         return cachep;
2375 }
2376 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2377
2378 #if DEBUG
2379 static void check_irq_off(void)
2380 {
2381         BUG_ON(!irqs_disabled());
2382 }
2383
2384 static void check_irq_on(void)
2385 {
2386         BUG_ON(irqs_disabled());
2387 }
2388
2389 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2390 {
2391 #ifdef CONFIG_SMP
2392         check_irq_off();
2393         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2394 #endif
2395 }
2396
2397 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2398 {
2399 #ifdef CONFIG_SMP
2400         check_irq_off();
2401         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2402 #endif
2403 }
2404
2405 #else
2406 #define check_irq_off() do { } while(0)
2407 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2408 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2409 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2410 #endif
2411
2412 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2413                         struct array_cache *ac,
2414                         int force, int node);
2415
2416 static void do_drain(void *arg)
2417 {
2418         struct kmem_cache *cachep = arg;
2419         struct array_cache *ac;
2420         int node = numa_node_id();
2421
2422         check_irq_off();
2423         ac = cpu_cache_get(cachep);
2424         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2425         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2426         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2427         ac->avail = 0;
2428 }
2429
2430 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2431 {
2432         struct kmem_list3 *l3;
2433         int node;
2434
2435         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2436         check_irq_on();
2437         for_each_online_node(node) {
2438                 l3 = cachep->nodelists[node];
2439                 if (l3 && l3->alien)
2440                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2441         }
2442
2443         for_each_online_node(node) {
2444                 l3 = cachep->nodelists[node];
2445                 if (l3)
2446                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2447         }
2448 }
2449
2450 /*
2451  * Remove slabs from the list of free slabs.
2452  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2453  *
2454  * Returns the actual number of slabs released.
2455  */
2456 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2457                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2458 {
2459         struct list_head *p;
2460         int nr_freed;
2461         struct slab *slabp;
2462
2463         nr_freed = 0;
2464         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2465
2466                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2467                 p = l3->slabs_free.prev;
2468                 if (p == &l3->slabs_free) {
2469                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2470                         goto out;
2471                 }
2472
2473                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2474 #if DEBUG
2475                 BUG_ON(slabp->inuse);
2476 #endif
2477                 list_del(&slabp->list);
2478                 /*
2479                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2480                  * to the cache.
2481                  */
2482                 l3->free_objects -= cache->num;
2483                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2484                 slab_destroy(cache, slabp);
2485                 nr_freed++;
2486         }
2487 out:
2488         return nr_freed;
2489 }
2490
2491 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2492 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2493 {
2494         int ret = 0, i = 0;
2495         struct kmem_list3 *l3;
2496
2497         drain_cpu_caches(cachep);
2498
2499         check_irq_on();
2500         for_each_online_node(i) {
2501                 l3 = cachep->nodelists[i];
2502                 if (!l3)
2503                         continue;
2504
2505                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2506
2507                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2508                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2509         }
2510         return (ret ? 1 : 0);
2511 }
2512
2513 /**
2514  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2515  * @cachep: The cache to shrink.
2516  *
2517  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2518  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2519  */
2520 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2521 {
2522         int ret;
2523         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2524
2525         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2526         ret = __cache_shrink(cachep);
2527         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2528         return ret;
2529 }
2530 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2531
2532 /**
2533  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2534  * @cachep: the cache to destroy
2535  *
2536  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2537  *
2538  * It is expected this function will be called by a module when it is
2539  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2540  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2541  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2542  *
2543  * The cache must be empty before calling this function.
2544  *
2545  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2546  * during the kmem_cache_destroy().
2547  */
2548 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2549 {
2550         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2551
2552         /* Find the cache in the chain of caches. */
2553         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2554         /*
2555          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2556          */
2557         list_del(&cachep->next);
2558         if (__cache_shrink(cachep)) {
2559                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2560                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2561                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2562                 return;
2563         }
2564
2565         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2566                 synchronize_rcu();
2567
2568         __kmem_cache_destroy(cachep);
2569         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2570 }
2571 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2572
2573 /*
2574  * Get the memory for a slab management obj.
2575  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2576  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2577  * come from the same cache which is getting created because,
2578  * when we are searching for an appropriate cache for these
2579  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2580  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2581  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2582  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2583  */
2584 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2585                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2586                                    int nodeid)
2587 {
2588         struct slab *slabp;
2589
2590         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2591                 /* Slab management obj is off-slab. */
2592                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2593                                               local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2594                 if (!slabp)
2595                         return NULL;
2596         } else {
2597                 slabp = objp + colour_off;
2598                 colour_off += cachep->slab_size;
2599         }
2600         slabp->inuse = 0;
2601         slabp->colouroff = colour_off;
2602         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2603         slabp->nodeid = nodeid;
2604         return slabp;
2605 }
2606
2607 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2608 {
2609         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2610 }
2611
2612 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2613                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2614 {
2615         int i;
2616
2617         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2618                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2619 #if DEBUG
2620                 /* need to poison the objs? */
2621                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2622                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2623                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2624                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2625
2626                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2627                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2628                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2629                 }
2630                 /*
2631                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2632                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2633                  * They must also be threaded.
2634                  */
2635                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2636                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2637                                      ctor_flags);
2638
2639                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2640                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2641                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2642                                            " end of an object");
2643                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2644                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2645                                            " start of an object");
2646                 }
2647                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2648                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2649                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2650                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2651 #else
2652                 if (cachep->ctor)
2653                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2654 #endif
2655                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2656         }
2657         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2658         slabp->free = 0;
2659 }
2660
2661 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2662 {
2663         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2664                 if (flags & GFP_DMA)
2665                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2666                 else
2667                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2668         }
2669 }
2670
2671 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2672                                 int nodeid)
2673 {
2674         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2675         kmem_bufctl_t next;
2676
2677         slabp->inuse++;
2678         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2679 #if DEBUG
2680         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2681         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2682 #endif
2683         slabp->free = next;
2684
2685         return objp;
2686 }
2687
2688 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2689                                 void *objp, int nodeid)
2690 {
2691         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2692
2693 #if DEBUG
2694         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2695         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2696
2697         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2698                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2699                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2700                 BUG();
2701         }
2702 #endif
2703         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2704         slabp->free = objnr;
2705         slabp->inuse--;
2706 }
2707
2708 /*
2709  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2710  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2711  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2712  */
2713 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2714                            void *addr)
2715 {
2716         int nr_pages;
2717         struct page *page;
2718
2719         page = virt_to_page(addr);
2720
2721         nr_pages = 1;
2722         if (likely(!PageCompound(page)))
2723                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2724
2725         do {
2726                 page_set_cache(page, cache);
2727                 page_set_slab(page, slab);
2728                 page++;
2729         } while (--nr_pages);
2730 }
2731
2732 /*
2733  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2734  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2735  */
2736 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2737                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2738 {
2739         struct slab *slabp;
2740         size_t offset;
2741         gfp_t local_flags;
2742         unsigned long ctor_flags;
2743         struct kmem_list3 *l3;
2744
2745         /*
2746          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2747          * critical path in kmem_cache_alloc().
2748          */
2749         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK));
2750
2751         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2752         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
2753         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2754         check_irq_off();
2755         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2756         spin_lock(&l3->list_lock);
2757
2758         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2759         offset = l3->colour_next;
2760         l3->colour_next++;
2761         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2762                 l3->colour_next = 0;
2763         spin_unlock(&l3->list_lock);
2764
2765         offset *= cachep->colour_off;
2766
2767         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2768                 local_irq_enable();
2769
2770         /*
2771          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2772          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2773          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2774          * will eventually be caught here (where it matters).
2775          */
2776         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2777
2778         /*
2779          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2780          * 'nodeid'.
2781          */
2782         if (!objp)
2783                 objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2784         if (!objp)
2785                 goto failed;
2786
2787         /* Get slab management. */
2788         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2789                         local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2790         if (!slabp)
2791                 goto opps1;
2792
2793         slabp->nodeid = nodeid;
2794         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2795
2796         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2797
2798         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2799                 local_irq_disable();
2800         check_irq_off();
2801         spin_lock(&l3->list_lock);
2802
2803         /* Make slab active. */
2804         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2805         STATS_INC_GROWN(cachep);
2806         l3->free_objects += cachep->num;
2807         spin_unlock(&l3->list_lock);
2808         return 1;
2809 opps1:
2810         kmem_freepages(cachep, objp);
2811 failed:
2812         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2813                 local_irq_disable();
2814         return 0;
2815 }
2816
2817 #if DEBUG
2818
2819 /*
2820  * Perform extra freeing checks:
2821  * - detect bad pointers.
2822  * - POISON/RED_ZONE checking
2823  */
2824 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2825 {
2826         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2827                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2828                        (unsigned long)objp);
2829                 BUG();
2830         }
2831 }
2832
2833 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2834 {
2835         unsigned long long redzone1, redzone2;
2836
2837         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2838         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2839
2840         /*
2841          * Redzone is ok.
2842          */
2843         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2844                 return;
2845
2846         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2847                 slab_error(cache, "double free detected");
2848         else
2849                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2850
2851         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2852                         obj, redzone1, redzone2);
2853 }
2854
2855 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2856                                    void *caller)
2857 {
2858         struct page *page;
2859         unsigned int objnr;
2860         struct slab *slabp;
2861
2862         objp -= obj_offset(cachep);
2863         kfree_debugcheck(objp);
2864         page = virt_to_head_page(objp);
2865
2866         slabp = page_get_slab(page);
2867
2868         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2869                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2870                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2871                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2872         }
2873         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2874                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2875
2876         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2877
2878         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2879         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2880
2881 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2882         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2883 #endif
2884         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2885 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2886                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2887                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2888                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2889                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2890                 } else {
2891                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2892                 }
2893 #else
2894                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2895 #endif
2896         }
2897         return objp;
2898 }
2899
2900 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2901 {
2902         kmem_bufctl_t i;
2903         int entries = 0;
2904
2905         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2906         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2907                 entries++;
2908                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2909                         goto bad;
2910         }
2911         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2912 bad:
2913                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2914                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2915                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2916                 for (i = 0;
2917                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2918                      i++) {
2919                         if (i % 16 == 0)
2920                                 printk("\n%03x:", i);
2921                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2922                 }
2923                 printk("\n");
2924                 BUG();
2925         }
2926 }
2927 #else
2928 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2929 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2930 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2931 #endif
2932
2933 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2934 {
2935         int batchcount;
2936         struct kmem_list3 *l3;
2937         struct array_cache *ac;
2938         int node;
2939
2940         node = numa_node_id();
2941
2942         check_irq_off();
2943         ac = cpu_cache_get(cachep);
2944 retry:
2945         batchcount = ac->batchcount;
2946         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2947                 /*
2948                  * If there was little recent activity on this cache, then
2949                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2950                  * refill bouncing.
2951                  */
2952                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2953         }
2954         l3 = cachep->nodelists[node];
2955
2956         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2957         spin_lock(&l3->list_lock);
2958
2959         /* See if we can refill from the shared array */
2960         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2961                 goto alloc_done;
2962
2963         while (batchcount > 0) {
2964                 struct list_head *entry;
2965                 struct slab *slabp;
2966                 /* Get slab alloc is to come from. */
2967                 entry = l3->slabs_partial.next;
2968                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2969                         l3->free_touched = 1;
2970                         entry = l3->slabs_free.next;
2971                         if (entry == &l3->slabs_free)
2972                                 goto must_grow;
2973                 }
2974
2975                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2976                 check_slabp(cachep, slabp);
2977                 check_spinlock_acquired(cachep);
2978
2979                 /*
2980                  * The slab was either on partial or free list so
2981                  * there must be at least one object available for
2982                  * allocation.
2983                  */
2984                 BUG_ON(slabp->inuse < 0 || slabp->inuse >= cachep->num);
2985
2986                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2987                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2988                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2989                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2990
2991                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2992                                                             node);
2993                 }
2994                 check_slabp(cachep, slabp);
2995
2996                 /* move slabp to correct slabp list: */
2997                 list_del(&slabp->list);
2998                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2999                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3000                 else
3001                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3002         }
3003
3004 must_grow:
3005         l3->free_objects -= ac->avail;
3006 alloc_done:
3007         spin_unlock(&l3->list_lock);
3008
3009         if (unlikely(!ac->avail)) {
3010                 int x;
3011                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3012
3013                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3014                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3015                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3016                         return NULL;
3017
3018                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3019                         goto retry;
3020         }
3021         ac->touched = 1;
3022         return ac->entry[--ac->avail];
3023 }
3024
3025 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3026                                                 gfp_t flags)
3027 {
3028         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3029 #if DEBUG
3030         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3031 #endif
3032 }
3033
3034 #if DEBUG
3035 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3036                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3037 {
3038         if (!objp)
3039                 return objp;
3040         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3041 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3042                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3043                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3044                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3045                 else
3046                         check_poison_obj(cachep, objp);
3047 #else
3048                 check_poison_obj(cachep, objp);
3049 #endif
3050                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3051         }
3052         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3053                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3054
3055         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3056                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3057                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3058                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3059                                                 " object was overwritten");
3060                         printk(KERN_ERR
3061                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3062                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3063                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3064                 }
3065                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3066                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3067         }
3068 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3069         {
3070                 struct slab *slabp;
3071                 unsigned objnr;
3072
3073                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3074                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3075                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3076         }
3077 #endif
3078         objp += obj_offset(cachep);
3079         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3080                 cachep->ctor(objp, cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR);
3081 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3082         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3083                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3084                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3085         }
3086 #endif
3087         return objp;
3088 }
3089 #else
3090 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3091 #endif
3092
3093 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
3094
3095 static struct failslab_attr {
3096
3097         struct fault_attr attr;
3098
3099         u32 ignore_gfp_wait;
3100 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3101         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
3102 #endif
3103
3104 } failslab = {
3105         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
3106         .ignore_gfp_wait = 1,
3107 };
3108
3109 static int __init setup_failslab(char *str)
3110 {
3111         return setup_fault_attr(&failslab.attr, str);
3112 }
3113 __setup("failslab=", setup_failslab);
3114
3115 static int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3116 {
3117         if (cachep == &cache_cache)
3118                 return 0;
3119         if (flags & __GFP_NOFAIL)
3120                 return 0;
3121         if (failslab.ignore_gfp_wait && (flags & __GFP_WAIT))
3122                 return 0;
3123
3124         return should_fail(&failslab.attr, obj_size(cachep));
3125 }
3126
3127 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3128
3129 static int __init failslab_debugfs(void)
3130 {
3131         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
3132         struct dentry *dir;
3133         int err;
3134
3135         err = init_fault_attr_dentries(&failslab.attr, "failslab");
3136         if (err)
3137                 return err;
3138         dir = failslab.attr.dentries.dir;
3139
3140         failslab.ignore_gfp_wait_file =
3141                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
3142                                       &failslab.ignore_gfp_wait);
3143
3144         if (!failslab.ignore_gfp_wait_file) {
3145                 err = -ENOMEM;
3146                 debugfs_remove(failslab.ignore_gfp_wait_file);
3147                 cleanup_fault_attr_dentries(&failslab.attr);
3148         }
3149
3150         return err;
3151 }
3152
3153 late_initcall(failslab_debugfs);
3154
3155 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
3156
3157 #else /* CONFIG_FAILSLAB */
3158
3159 static inline int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3160 {
3161         return 0;
3162 }
3163
3164 #endif /* CONFIG_FAILSLAB */
3165
3166 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3167 {
3168         void *objp;
3169         struct array_cache *ac;
3170
3171         check_irq_off();
3172
3173         ac = cpu_cache_get(cachep);
3174         if (likely(ac->avail)) {
3175                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3176                 ac->touched = 1;
3177                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3178         } else {
3179                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3180                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3181         }
3182         return objp;
3183 }
3184
3185 #ifdef CONFIG_NUMA
3186 /*
3187  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3188  *
3189  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3190  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3191  */
3192 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3193 {
3194         int nid_alloc, nid_here;
3195
3196         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3197                 return NULL;
3198         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3199         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3200                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3201         else if (current->mempolicy)
3202                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3203         if (nid_alloc != nid_here)
3204                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3205         return NULL;
3206 }
3207
3208 /*
3209  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3210  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3211  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3212  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3213  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3214  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3215  */
3216 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3217 {
3218         struct zonelist *zonelist;
3219         gfp_t local_flags;
3220         struct zone **z;
3221         void *obj = NULL;
3222         int nid;
3223
3224         if (flags & __GFP_THISNODE)
3225                 return NULL;
3226
3227         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3228                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
3229         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
3230
3231 retry:
3232         /*
3233          * Look through allowed nodes for objects available
3234          * from existing per node queues.
3235          */
3236         for (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++) {
3237                 nid = zone_to_nid(*z);
3238
3239                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
3240                         cache->nodelists[nid] &&
3241                         cache->nodelists[nid]->free_objects)
3242                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3243                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3244         }
3245
3246         if (!obj) {
3247                 /*
3248                  * This allocation will be performed within the constraints
3249                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3250                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3251                  * set and go into memory reserves if necessary.
3252                  */
3253                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3254                         local_irq_enable();
3255                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3256                 obj = kmem_getpages(cache, flags, -1);
3257                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3258                         local_irq_disable();
3259                 if (obj) {
3260                         /*
3261                          * Insert into the appropriate per node queues
3262                          */
3263                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3264                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3265                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3266                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3267                                 if (!obj)
3268                                         /*
3269                                          * Another processor may allocate the
3270                                          * objects in the slab since we are
3271                                          * not holding any locks.
3272                                          */
3273                                         goto retry;
3274                         } else {
3275                                 /* cache_grow already freed obj */
3276                                 obj = NULL;
3277                         }
3278                 }
3279         }
3280         return obj;
3281 }
3282
3283 /*
3284  * A interface to enable slab creation on nodeid
3285  */
3286 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3287                                 int nodeid)
3288 {
3289         struct list_head *entry;
3290         struct slab *slabp;
3291         struct kmem_list3 *l3;
3292         void *obj;
3293         int x;
3294
3295         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3296         BUG_ON(!l3);
3297
3298 retry:
3299         check_irq_off();
3300         spin_lock(&l3->list_lock);
3301         entry = l3->slabs_partial.next;
3302         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3303                 l3->free_touched = 1;
3304                 entry = l3->slabs_free.next;
3305                 if (entry == &l3->slabs_free)
3306                         goto must_grow;
3307         }
3308
3309         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3310         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3311         check_slabp(cachep, slabp);
3312
3313         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3314         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3315         STATS_SET_HIGH(cachep);
3316
3317         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3318
3319         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3320         check_slabp(cachep, slabp);
3321         l3->free_objects--;
3322         /* move slabp to correct slabp list: */
3323         list_del(&slabp->list);
3324
3325         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3326                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3327         else
3328                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3329
3330         spin_unlock(&l3->list_lock);
3331         goto done;
3332
3333 must_grow:
3334         spin_unlock(&l3->list_lock);
3335         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3336         if (x)
3337                 goto retry;
3338
3339         return fallback_alloc(cachep, flags);
3340
3341 done:
3342         return obj;
3343 }
3344
3345 /**
3346  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3347  * @cachep: The cache to allocate from.
3348  * @flags: See kmalloc().
3349  * @nodeid: node number of the target node.
3350  * @caller: return address of caller, used for debug information
3351  *
3352  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3353  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3354  *
3355  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3356  */
3357 static __always_inline void *
3358 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3359                    void *caller)
3360 {
3361         unsigned long save_flags;
3362         void *ptr;
3363
3364         if (should_failslab(cachep, flags))
3365                 return NULL;
3366
3367         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3368         local_irq_save(save_flags);
3369
3370         if (unlikely(nodeid == -1))
3371                 nodeid = numa_node_id();
3372
3373         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3374                 /* Node not bootstrapped yet */
3375                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3376                 goto out;
3377         }
3378
3379         if (nodeid == numa_node_id()) {
3380                 /*
3381                  * Use the locally cached objects if possible.
3382                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3383                  * to other nodes. It may fail while we still have
3384                  * objects on other nodes available.
3385                  */
3386                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3387                 if (ptr)
3388                         goto out;
3389         }
3390         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3391         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3392   out:
3393         local_irq_restore(save_flags);
3394         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3395
3396         return ptr;
3397 }
3398
3399 static __always_inline void *
3400 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3401 {
3402         void *objp;
3403
3404         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3405                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3406                 if (objp)
3407                         goto out;
3408         }
3409         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3410
3411         /*
3412          * We may just have run out of memory on the local node.
3413          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3414          */
3415         if (!objp)
3416                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3417
3418   out:
3419         return objp;
3420 }
3421 #else
3422
3423 static __always_inline void *
3424 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3425 {
3426         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3427 }
3428
3429 #endif /* CONFIG_NUMA */
3430
3431 static __always_inline void *
3432 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3433 {
3434         unsigned long save_flags;
3435         void *objp;
3436
3437         if (should_failslab(cachep, flags))
3438                 return NULL;
3439
3440         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3441         local_irq_save(save_flags);
3442         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3443         local_irq_restore(save_flags);
3444         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3445         prefetchw(objp);
3446
3447         return objp;
3448 }
3449
3450 /*
3451  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3452  */
3453 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3454                        int node)
3455 {
3456         int i;
3457         struct kmem_list3 *l3;
3458
3459         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3460                 void *objp = objpp[i];
3461                 struct slab *slabp;
3462
3463                 slabp = virt_to_slab(objp);
3464                 l3 = cachep->nodelists[node];
3465                 list_del(&slabp->list);
3466                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3467                 check_slabp(cachep, slabp);
3468                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3469                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3470                 l3->free_objects++;
3471                 check_slabp(cachep, slabp);
3472
3473                 /* fixup slab chains */
3474                 if (slabp->inuse == 0) {
3475                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3476                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3477                                 /* No need to drop any previously held
3478                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3479                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3480                                  * a different cache, refer to comments before
3481                                  * alloc_slabmgmt.
3482                                  */
3483                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3484                         } else {
3485                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3486                         }
3487                 } else {
3488                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3489                          * partial list on free - maximum time for the
3490                          * other objects to be freed, too.
3491                          */
3492                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3493                 }
3494         }
3495 }
3496
3497 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3498 {
3499         int batchcount;
3500         struct kmem_list3 *l3;
3501         int node = numa_node_id();
3502
3503         batchcount = ac->batchcount;
3504 #if DEBUG
3505         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3506 #endif
3507         check_irq_off();
3508         l3 = cachep->nodelists[node];
3509         spin_lock(&l3->list_lock);
3510         if (l3->shared) {
3511                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3512                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3513                 if (max) {
3514                         if (batchcount > max)
3515                                 batchcount = max;
3516                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3517                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3518                         shared_array->avail += batchcount;
3519                         goto free_done;
3520                 }
3521         }
3522
3523         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3524 free_done:
3525 #if STATS
3526         {
3527                 int i = 0;
3528                 struct list_head *p;
3529
3530                 p = l3->slabs_free.next;
3531                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3532                         struct slab *slabp;
3533
3534                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3535                         BUG_ON(slabp->inuse);
3536
3537                         i++;
3538                         p = p->next;
3539                 }
3540                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3541         }
3542 #endif
3543         spin_unlock(&l3->list_lock);
3544         ac->avail -= batchcount;
3545         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3546 }
3547
3548 /*
3549  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3550  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3551  */
3552 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3553 {
3554         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3555
3556         check_irq_off();
3557         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3558
3559         if (use_alien_caches && cache_free_alien(cachep, objp))
3560                 return;
3561
3562         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3563                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3564                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3565                 return;
3566         } else {
3567                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3568                 cache_flusharray(cachep, ac);
3569                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3570         }
3571 }
3572
3573 /**
3574  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3575  * @cachep: The cache to allocate from.
3576  * @flags: See kmalloc().
3577  *
3578  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3579  * if the cache has no available objects.
3580  */
3581 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3582 {
3583         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3584 }
3585 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3586
3587 /**
3588  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3589  * @cache: The cache to allocate from.
3590  * @flags: See kmalloc().
3591  *
3592  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3593  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3594  */
3595 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3596 {
3597         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3598         if (ret)
3599                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3600         return ret;
3601 }
3602 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3603
3604 /**
3605  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3606  *      be a slab entry.
3607  * @cachep: the cache we're checking against
3608  * @ptr: pointer to validate
3609  *
3610  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3611  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3612  * part of the slab cache in question, but it at least
3613  * validates that the pointer can be dereferenced and
3614  * looks half-way sane.
3615  *
3616  * Currently only used for dentry validation.
3617  */
3618 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3619 {
3620         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3621         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3622         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3623         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3624         struct page *page;
3625
3626         if (unlikely(addr < min_addr))
3627                 goto out;
3628         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3629                 goto out;
3630         if (unlikely(addr & align_mask))
3631                 goto out;
3632         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3633                 goto out;
3634         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3635                 goto out;
3636         page = virt_to_page(ptr);
3637         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3638                 goto out;
3639         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3640                 goto out;
3641         return 1;
3642 out:
3643         return 0;
3644 }
3645
3646 #ifdef CONFIG_NUMA
3647 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3648 {
3649         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3650                         __builtin_return_address(0));
3651 }
3652 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3653
3654 static __always_inline void *
3655 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3656 {
3657         struct kmem_cache *cachep;
3658
3659         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3660         if (unlikely(cachep == NULL))
3661                 return NULL;
3662         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3663 }
3664
3665 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3666 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3667 {
3668         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3669                         __builtin_return_address(0));
3670 }
3671 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3672
3673 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3674                 int node, void *caller)
3675 {
3676         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3677 }
3678 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3679 #else
3680 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3681 {
3682         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3683 }
3684 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3685 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3686 #endif /* CONFIG_NUMA */
3687
3688 /**
3689  * __do_kmalloc - allocate memory
3690  * @size: how many bytes of memory are required.
3691  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3692  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3693  */
3694 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3695                                           void *caller)
3696 {
3697         struct kmem_cache *cachep;
3698
3699         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3700          * __ with kmem_.
3701          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3702          * functions.
3703          */
3704         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3705         if (unlikely(cachep == NULL))
3706                 return NULL;
3707         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3708 }
3709
3710
3711 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3712 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3713 {
3714         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3715 }
3716 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3717
3718 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3719 {
3720         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3721 }
3722 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3723
3724 #else
3725 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3726 {
3727         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3728 }
3729 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3730 #endif
3731
3732 /**
3733  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
3734  * @p: object to reallocate memory for.
3735  * @new_size: how many bytes of memory are required.
3736  * @flags: the type of memory to allocate.
3737  *
3738  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
3739  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
3740  * behaves exactly like kmalloc().  If @size is 0 and @p is not a
3741  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
3742  */
3743 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
3744 {
3745         struct kmem_cache *cache, *new_cache;
3746         void *ret;
3747
3748         if (unlikely(!p))
3749                 return kmalloc_track_caller(new_size, flags);
3750
3751         if (unlikely(!new_size)) {
3752                 kfree(p);
3753                 return NULL;
3754         }
3755
3756         cache = virt_to_cache(p);
3757         new_cache = __find_general_cachep(new_size, flags);
3758
3759         /*
3760          * If new size fits in the current cache, bail out.
3761          */
3762         if (likely(cache == new_cache))
3763                 return (void *)p;
3764
3765         /*
3766          * We are on the slow-path here so do not use __cache_alloc
3767          * because it bloats kernel text.
3768          */
3769         ret = kmalloc_track_caller(new_size, flags);
3770         if (ret) {
3771                 memcpy(ret, p, min(new_size, ksize(p)));
3772                 kfree(p);
3773         }
3774         return ret;
3775 }
3776 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
3777
3778 /**
3779  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3780  * @cachep: The cache the allocation was from.
3781  * @objp: The previously allocated object.
3782  *
3783  * Free an object which was previously allocated from this
3784  * cache.
3785  */
3786 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3787 {
3788         unsigned long flags;
3789
3790         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3791
3792         local_irq_save(flags);
3793         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3794         __cache_free(cachep, objp);
3795         local_irq_restore(flags);
3796 }
3797 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3798
3799 /**
3800  * kfree - free previously allocated memory
3801  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3802  *
3803  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3804  *
3805  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3806  * or you will run into trouble.
3807  */
3808 void kfree(const void *objp)
3809 {
3810         struct kmem_cache *c;
3811         unsigned long flags;
3812
3813         if (unlikely(!objp))
3814                 return;
3815         local_irq_save(flags);
3816         kfree_debugcheck(objp);
3817         c = virt_to_cache(objp);
3818         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3819         __cache_free(c, (void *)objp);
3820         local_irq_restore(flags);
3821 }
3822 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3823
3824 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3825 {
3826         return obj_size(cachep);
3827 }
3828 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3829
3830 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3831 {
3832         return cachep->name;
3833 }
3834 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3835
3836 /*
3837  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3838  */
3839 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3840 {
3841         int node;
3842         struct kmem_list3 *l3;
3843         struct array_cache *new_shared;
3844         struct array_cache **new_alien = NULL;
3845
3846         for_each_online_node(node) {
3847
3848                 if (use_alien_caches) {
3849                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3850                         if (!new_alien)
3851                                 goto fail;
3852                 }
3853
3854                 new_shared = NULL;
3855                 if (cachep->shared) {
3856                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3857                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3858                                         0xbaadf00d);
3859                         if (!new_shared) {
3860                                 free_alien_cache(new_alien);
3861                                 goto fail;
3862                         }
3863                 }
3864
3865                 l3 = cachep->nodelists[node];
3866                 if (l3) {
3867                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3868
3869                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3870
3871                         if (shared)
3872                                 free_block(cachep, shared->entry,
3873                                                 shared->avail, node);
3874
3875                         l3->shared = new_shared;
3876                         if (!l3->alien) {
3877                                 l3->alien = new_alien;
3878                                 new_alien = NULL;
3879                         }
3880                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3881                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3882                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3883                         kfree(shared);
3884                         free_alien_cache(new_alien);
3885                         continue;
3886                 }
3887                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3888                 if (!l3) {
3889                         free_alien_cache(new_alien);
3890                         kfree(new_shared);
3891                         goto fail;
3892                 }
3893
3894                 kmem_list3_init(l3);
3895                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3896                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3897                 l3->shared = new_shared;
3898                 l3->alien = new_alien;
3899                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3900                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3901                 cachep->nodelists[node] = l3;
3902         }
3903         return 0;
3904
3905 fail:
3906         if (!cachep->next.next) {
3907                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3908                 node--;
3909                 while (node >= 0) {
3910                         if (cachep->nodelists[node]) {
3911                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3912
3913                                 kfree(l3->shared);
3914                                 free_alien_cache(l3->alien);
3915                                 kfree(l3);
3916                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3917                         }
3918                         node--;
3919                 }
3920         }
3921         return -ENOMEM;
3922 }
3923
3924 struct ccupdate_struct {
3925         struct kmem_cache *cachep;
3926         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3927 };
3928
3929 static void do_ccupdate_local(void *info)
3930 {
3931         struct ccupdate_struct *new = info;
3932         struct array_cache *old;
3933
3934         check_irq_off();
3935         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3936
3937         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3938         new->new[smp_processor_id()] = old;
3939 }
3940
3941 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3942 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3943                                 int batchcount, int shared)
3944 {
3945         struct ccupdate_struct *new;
3946         int i;
3947
3948         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3949         if (!new)
3950                 return -ENOMEM;
3951
3952         for_each_online_cpu(i) {
3953                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3954                                                 batchcount);
3955                 if (!new->new[i]) {
3956                         for (i--; i >= 0; i--)
3957                                 kfree(new->new[i]);
3958                         kfree(new);
3959                         return -ENOMEM;
3960                 }
3961         }
3962         new->cachep = cachep;
3963
3964         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3965
3966         check_irq_on();
3967         cachep->batchcount = batchcount;
3968         cachep->limit = limit;
3969         cachep->shared = shared;
3970
3971         for_each_online_cpu(i) {
3972                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3973                 if (!ccold)
3974                         continue;
3975                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3976                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3977                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3978                 kfree(ccold);
3979         }
3980         kfree(new);
3981         return alloc_kmemlist(cachep);
3982 }
3983
3984 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3985 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3986 {
3987         int err;
3988         int limit, shared;
3989
3990         /*
3991          * The head array serves three purposes:
3992          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3993          * - reduce the number of spinlock operations.
3994          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3995          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3996          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3997          * Bonwick.
3998          */
3999         if (cachep->buffer_size > 131072)
4000                 limit = 1;
4001         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
4002                 limit = 8;
4003         else if (cachep->buffer_size > 1024)
4004                 limit = 24;
4005         else if (cachep->buffer_size > 256)
4006                 limit = 54;
4007         else
4008                 limit = 120;
4009
4010         /*
4011          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4012          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4013          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4014          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4015          * replaces Bonwick's magazine layer.
4016          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4017          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4018          */
4019         shared = 0;
4020         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4021                 shared = 8;
4022
4023 #if DEBUG
4024         /*
4025          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4026          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4027          */
4028         if (limit > 32)
4029                 limit = 32;
4030 #endif
4031         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
4032         if (err)
4033                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4034                        cachep->name, -err);
4035         return err;
4036 }
4037
4038 /*
4039  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4040  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4041  * if drain_array() is used on the shared array.
4042  */
4043 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4044                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4045 {
4046         int tofree;
4047
4048         if (!ac || !ac->avail)
4049                 return;
4050         if (ac->touched && !force) {
4051                 ac->touched = 0;
4052         } else {
4053                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4054                 if (ac->avail) {
4055                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4056                         if (tofree > ac->avail)
4057                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4058                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4059                         ac->avail -= tofree;
4060                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4061                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4062                 }
4063                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4064         }
4065 }
4066
4067 /**
4068  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4069  * @w: work descriptor
4070  *
4071  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4072  * Purpose:
4073  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4074  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4075  *
4076  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4077  * again on the next iteration.
4078  */
4079 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4080 {
4081         struct kmem_cache *searchp;
4082         struct kmem_list3 *l3;
4083         int node = numa_node_id();
4084         struct delayed_work *work =
4085                 container_of(w, struct delayed_work, work);
4086
4087         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4088                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4089                 goto out;
4090
4091         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4092                 check_irq_on();
4093
4094                 /*
4095                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4096                  * have established with reasonable certainty that
4097                  * we can do some work if the lock was obtained.
4098                  */
4099                 l3 = searchp->nodelists[node];
4100
4101                 reap_alien(searchp, l3);
4102
4103                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4104
4105                 /*
4106                  * These are racy checks but it does not matter
4107                  * if we skip one check or scan twice.
4108                  */
4109                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4110                         goto next;
4111
4112         &