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