6f3d6e240c611d65fe8e8d8cbe3722a4ebe8117c
[safe/jmp/linux-2.6] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/uaccess.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/fault-inject.h>
111 #include        <linux/rtmutex.h>
112 #include        <linux/reciprocal_div.h>
113
114 #include        <asm/cacheflush.h>
115 #include        <asm/tlbflush.h>
116 #include        <asm/page.h>
117
118 /*
119  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
123  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
124  *
125  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
126  */
127
128 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
129 #define DEBUG           1
130 #define STATS           1
131 #define FORCED_DEBUG    1
132 #else
133 #define DEBUG           0
134 #define STATS           0
135 #define FORCED_DEBUG    0
136 #endif
137
138 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
139 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
140
141 #ifndef cache_line_size
142 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
143 #endif
144
145 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
146 /*
147  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
148  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
149  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
150  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
151  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
152  * ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
153  * Note that increasing this value may disable some debug features.
154  */
155 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
156 #endif
157
158 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
159 /*
160  * Enforce a minimum alignment for all caches.
161  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
162  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
163  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
164  * some debug features.
165  */
166 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
167 #endif
168
169 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
170 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
171 #endif
172
173 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
174 #if DEBUG
175 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
176                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
177                          SLAB_CACHE_DMA | \
178                          SLAB_STORE_USER | \
179                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
180                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
181 #else
182 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
183                          SLAB_CACHE_DMA | \
184                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
185                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
186 #endif
187
188 /*
189  * kmem_bufctl_t:
190  *
191  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
192  * linked offsets.
193  *
194  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
195  * slab an object belongs to.
196  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
197  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
198  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
199  * that does not use off-slab slabs.
200  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
201  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
202  * to have too many per slab.
203  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
204  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
205  */
206
207 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
208 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
209 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
210 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
211 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
212
213 /*
214  * struct slab
215  *
216  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
217  * for a slab, or allocated from an general cache.
218  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
219  */
220 struct slab {
221         struct list_head list;
222         unsigned long colouroff;
223         void *s_mem;            /* including colour offset */
224         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225         kmem_bufctl_t free;
226         unsigned short nodeid;
227 };
228
229 /*
230  * struct slab_rcu
231  *
232  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
233  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
234  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
235  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
236  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
237  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
238  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
239  *
240  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
241  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
242  *
243  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
244  */
245 struct slab_rcu {
246         struct rcu_head head;
247         struct kmem_cache *cachep;
248         void *addr;
249 };
250
251 /*
252  * struct array_cache
253  *
254  * Purpose:
255  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
256  * - reduce the number of linked list operations
257  * - reduce spinlock operations
258  *
259  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
260  * footprint.
261  *
262  */
263 struct array_cache {
264         unsigned int avail;
265         unsigned int limit;
266         unsigned int batchcount;
267         unsigned int touched;
268         spinlock_t lock;
269         void *entry[0]; /*
270                          * Must have this definition in here for the proper
271                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
272                          * the entries.
273                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
274                          */
275 };
276
277 /*
278  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
279  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
280  */
281 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
282 struct arraycache_init {
283         struct array_cache cache;
284         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
285 };
286
287 /*
288  * The slab lists for all objects.
289  */
290 struct kmem_list3 {
291         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
292         struct list_head slabs_full;
293         struct list_head slabs_free;
294         unsigned long free_objects;
295         unsigned int free_limit;
296         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
297         spinlock_t list_lock;
298         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
299         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
300         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
301         int free_touched;               /* updated without locking */
302 };
303
304 /*
305  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
306  */
307 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
308 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
309 #define CACHE_CACHE 0
310 #define SIZE_AC 1
311 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
312
313 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
314                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
315 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
316                         int node);
317 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
318 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
319
320 /*
321  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
322  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
323  */
324 static __always_inline int index_of(const size_t size)
325 {
326         extern void __bad_size(void);
327
328         if (__builtin_constant_p(size)) {
329                 int i = 0;
330
331 #define CACHE(x) \
332         if (size <=x) \
333                 return i; \
334         else \
335                 i++;
336 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
337 #undef CACHE
338                 __bad_size();
339         } else
340                 __bad_size();
341         return 0;
342 }
343
344 static int slab_early_init = 1;
345
346 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
347 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
348
349 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
350 {
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
353         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
354         parent->shared = NULL;
355         parent->alien = NULL;
356         parent->colour_next = 0;
357         spin_lock_init(&parent->list_lock);
358         parent->free_objects = 0;
359         parent->free_touched = 0;
360 }
361
362 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
363         do {                                                            \
364                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
365                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
366         } while (0)
367
368 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
369         do {                                                            \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
372         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
373         } while (0)
374
375 /*
376  * struct kmem_cache
377  *
378  * manages a cache.
379  */
380
381 struct kmem_cache {
382 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
383         struct array_cache *array[NR_CPUS];
384 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
385         unsigned int batchcount;
386         unsigned int limit;
387         unsigned int shared;
388
389         unsigned int buffer_size;
390         u32 reciprocal_buffer_size;
391 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
392
393         unsigned int flags;             /* constant flags */
394         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
395
396 /* 4) cache_grow/shrink */
397         /* order of pgs per slab (2^n) */
398         unsigned int gfporder;
399
400         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
401         gfp_t gfpflags;
402
403         size_t colour;                  /* cache colouring range */
404         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
405         struct kmem_cache *slabp_cache;
406         unsigned int slab_size;
407         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
408
409         /* constructor func */
410         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
411
412         /* de-constructor func */
413         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
414
415 /* 5) cache creation/removal */
416         const char *name;
417         struct list_head next;
418
419 /* 6) statistics */
420 #if STATS
421         unsigned long num_active;
422         unsigned long num_allocations;
423         unsigned long high_mark;
424         unsigned long grown;
425         unsigned long reaped;
426         unsigned long errors;
427         unsigned long max_freeable;
428         unsigned long node_allocs;
429         unsigned long node_frees;
430         unsigned long node_overflow;
431         atomic_t allochit;
432         atomic_t allocmiss;
433         atomic_t freehit;
434         atomic_t freemiss;
435 #endif
436 #if DEBUG
437         /*
438          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
439          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
440          * object size including these internal fields, the following two
441          * variables contain the offset to the user object and its size.
442          */
443         int obj_offset;
444         int obj_size;
445 #endif
446         /*
447          * We put nodelists[] at the end of kmem_cache, because we want to size
448          * this array to nr_node_ids slots instead of MAX_NUMNODES
449          * (see kmem_cache_init())
450          * We still use [MAX_NUMNODES] and not [1] or [0] because cache_cache
451          * is statically defined, so we reserve the max number of nodes.
452          */
453         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
454         /*
455          * Do not add fields after nodelists[]
456          */
457 };
458
459 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
460 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
461
462 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
463 /*
464  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
465  * cpucache drain/refill cycles.
466  *
467  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
468  * which could lock up otherwise freeable slabs.
469  */
470 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
471 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
472
473 #if STATS
474 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
475 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
476 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
477 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
478 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
479 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
480         do {                                                            \
481                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
482                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
483         } while (0)
484 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
485 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
486 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
487 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
488 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
489         do {                                                            \
490                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
491                         (x)->max_freeable = i;                          \
492         } while (0)
493 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
494 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
495 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
496 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
497 #else
498 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
499 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
500 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
501 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
502 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
503 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
504 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
505 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
506 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
507 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
508 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
509 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
510 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
511 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
512 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
513 #endif
514
515 #if DEBUG
516
517 /*
518  * memory layout of objects:
519  * 0            : objp
520  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
521  *              the end of an object is aligned with the end of the real
522  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
523  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
524  *              redzone word.
525  * cachep->obj_offset: The real object.
526  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
527  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
528  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
529  */
530 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
531 {
532         return cachep->obj_offset;
533 }
534
535 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
536 {
537         return cachep->obj_size;
538 }
539
540 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
541 {
542         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
543         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
544                                       sizeof(unsigned long long));
545 }
546
547 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
548 {
549         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
550         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
551                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
552                                               sizeof(unsigned long long) -
553                                               BYTES_PER_WORD);
554         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
555                                        sizeof(unsigned long long));
556 }
557
558 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
559 {
560         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
561         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
562 }
563
564 #else
565
566 #define obj_offset(x)                   0
567 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
568 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
569 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
570 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
571
572 #endif
573
574 /*
575  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
576  * order.
577  */
578 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
579 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
580 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
581 #elif defined(CONFIG_MMU)
582 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
583 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
584 #else
585 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
586 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
587 #endif
588
589 /*
590  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
591  */
592 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
593 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
594 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
595
596 /*
597  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
598  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
599  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
600  */
601 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
602 {
603         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
604 }
605
606 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
607 {
608         page = compound_head(page);
609         BUG_ON(!PageSlab(page));
610         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
611 }
612
613 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
614 {
615         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
616 }
617
618 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
619 {
620         BUG_ON(!PageSlab(page));
621         return (struct slab *)page->lru.prev;
622 }
623
624 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
625 {
626         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
627         return page_get_cache(page);
628 }
629
630 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
631 {
632         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
633         return page_get_slab(page);
634 }
635
636 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
637                                  unsigned int idx)
638 {
639         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
640 }
641
642 /*
643  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
644  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
645  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
646  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
647  */
648 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
649                                         const struct slab *slab, void *obj)
650 {
651         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
652         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
653 }
654
655 /*
656  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
657  */
658 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
659 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
660 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
661         CACHE(ULONG_MAX)
662 #undef CACHE
663 };
664 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
665
666 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
667 struct cache_names {
668         char *name;
669         char *name_dma;
670 };
671
672 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
673 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
674 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
675         {NULL,}
676 #undef CACHE
677 };
678
679 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
680     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
681 static struct arraycache_init initarray_generic =
682     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
683
684 /* internal cache of cache description objs */
685 static struct kmem_cache cache_cache = {
686         .batchcount = 1,
687         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
688         .shared = 1,
689         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
690         .name = "kmem_cache",
691 };
692
693 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
694
695 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
696
697 /*
698  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
699  * for other slabs "off slab".
700  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
701  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
702  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
703  *
704  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
705  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
706  * then comes back up during hotplug
707  */
708 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
709 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
710
711 static inline void init_lock_keys(void)
712
713 {
714         int q;
715         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
716
717         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
718                 for_each_node(q) {
719                         struct array_cache **alc;
720                         int r;
721                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
722                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
723                                 continue;
724                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
725                         alc = l3->alien;
726                         /*
727                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
728                          * should go away when common slab code is taught to
729                          * work even without alien caches.
730                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
731                          * for alloc_alien_cache,
732                          */
733                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
734                                 continue;
735                         for_each_node(r) {
736                                 if (alc[r])
737                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
738                                              &on_slab_alc_key);
739                         }
740                 }
741                 s++;
742         }
743 }
744 #else
745 static inline void init_lock_keys(void)
746 {
747 }
748 #endif
749
750 /*
751  * 1. Guard access to the cache-chain.
752  * 2. Protect sanity of cpu_online_map against cpu hotplug events
753  */
754 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
755 static struct list_head cache_chain;
756
757 /*
758  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
759  * until the general caches are up.
760  */
761 static enum {
762         NONE,
763         PARTIAL_AC,
764         PARTIAL_L3,
765         FULL
766 } g_cpucache_up;
767
768 /*
769  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
770  */
771 int slab_is_available(void)
772 {
773         return g_cpucache_up == FULL;
774 }
775
776 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
777
778 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
779 {
780         return cachep->array[smp_processor_id()];
781 }
782
783 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
784                                                         gfp_t gfpflags)
785 {
786         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
787
788 #if DEBUG
789         /* This happens if someone tries to call
790          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
791          * the generic caches are initialized.
792          */
793         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
794 #endif
795         while (size > csizep->cs_size)
796                 csizep++;
797
798         /*
799          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
800          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
801          * for large kmalloc calls required.
802          */
803 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
804         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
805                 return csizep->cs_dmacachep;
806 #endif
807         return csizep->cs_cachep;
808 }
809
810 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
811 {
812         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
813 }
814
815 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
816 {
817         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
818 }
819
820 /*
821  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
822  */
823 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
824                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
825                            unsigned int *num)
826 {
827         int nr_objs;
828         size_t mgmt_size;
829         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
830
831         /*
832          * The slab management structure can be either off the slab or
833          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
834          * slab is used for:
835          *
836          * - The struct slab
837          * - One kmem_bufctl_t for each object
838          * - Padding to respect alignment of @align
839          * - @buffer_size bytes for each object
840          *
841          * If the slab management structure is off the slab, then the
842          * alignment will already be calculated into the size. Because
843          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
844          * correct alignment when allocated.
845          */
846         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
847                 mgmt_size = 0;
848                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
849
850                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
851                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
852         } else {
853                 /*
854                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
855                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
856                  * least @align. In the worst case, this result will
857                  * be one greater than the number of objects that fit
858                  * into the memory allocation when taking the padding
859                  * into account.
860                  */
861                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
862                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
863
864                 /*
865                  * This calculated number will be either the right
866                  * amount, or one greater than what we want.
867                  */
868                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
869                        > slab_size)
870                         nr_objs--;
871
872                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
873                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
874
875                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
876         }
877         *num = nr_objs;
878         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
879 }
880
881 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
882
883 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
884                         char *msg)
885 {
886         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
887                function, cachep->name, msg);
888         dump_stack();
889 }
890
891 /*
892  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
893  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
894  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
895  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
896  * line
897   */
898
899 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
900 static int __init noaliencache_setup(char *s)
901 {
902         use_alien_caches = 0;
903         return 1;
904 }
905 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
906
907 #ifdef CONFIG_NUMA
908 /*
909  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
910  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
911  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
912  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
913  */
914 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
915
916 static void init_reap_node(int cpu)
917 {
918         int node;
919
920         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
921         if (node == MAX_NUMNODES)
922                 node = first_node(node_online_map);
923
924         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
925 }
926
927 static void next_reap_node(void)
928 {
929         int node = __get_cpu_var(reap_node);
930
931         /*
932          * Also drain per cpu pages on remote zones
933          */
934         if (node != numa_node_id())
935                 drain_node_pages(node);
936
937         node = next_node(node, node_online_map);
938         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
939                 node = first_node(node_online_map);
940         __get_cpu_var(reap_node) = node;
941 }
942
943 #else
944 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
945 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
946 #endif
947
948 /*
949  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
950  * via the workqueue/eventd.
951  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
952  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
953  * lock.
954  */
955 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
956 {
957         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
958
959         /*
960          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
961          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
962          * at that time.
963          */
964         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
965                 init_reap_node(cpu);
966                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
967                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
968                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
969         }
970 }
971
972 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
973                                             int batchcount)
974 {
975         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
976         struct array_cache *nc = NULL;
977
978         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
979         if (nc) {
980                 nc->avail = 0;
981                 nc->limit = entries;
982                 nc->batchcount = batchcount;
983                 nc->touched = 0;
984                 spin_lock_init(&nc->lock);
985         }
986         return nc;
987 }
988
989 /*
990  * Transfer objects in one arraycache to another.
991  * Locking must be handled by the caller.
992  *
993  * Return the number of entries transferred.
994  */
995 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
996                 struct array_cache *from, unsigned int max)
997 {
998         /* Figure out how many entries to transfer */
999         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
1000
1001         if (!nr)
1002                 return 0;
1003
1004         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
1005                         sizeof(void *) *nr);
1006
1007         from->avail -= nr;
1008         to->avail += nr;
1009         to->touched = 1;
1010         return nr;
1011 }
1012
1013 #ifndef CONFIG_NUMA
1014
1015 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1016 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1017
1018 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1019 {
1020         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1021 }
1022
1023 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1024 {
1025 }
1026
1027 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1028 {
1029         return 0;
1030 }
1031
1032 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1033                 gfp_t flags)
1034 {
1035         return NULL;
1036 }
1037
1038 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1039                  gfp_t flags, int nodeid)
1040 {
1041         return NULL;
1042 }
1043
1044 #else   /* CONFIG_NUMA */
1045
1046 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1047 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1048
1049 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1050 {
1051         struct array_cache **ac_ptr;
1052         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1053         int i;
1054
1055         if (limit > 1)
1056                 limit = 12;
1057         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1058         if (ac_ptr) {
1059                 for_each_node(i) {
1060                         if (i == node || !node_online(i)) {
1061                                 ac_ptr[i] = NULL;
1062                                 continue;
1063                         }
1064                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1065                         if (!ac_ptr[i]) {
1066                                 for (i--; i <= 0; i--)
1067                                         kfree(ac_ptr[i]);
1068                                 kfree(ac_ptr);
1069                                 return NULL;
1070                         }
1071                 }
1072         }
1073         return ac_ptr;
1074 }
1075
1076 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1077 {
1078         int i;
1079
1080         if (!ac_ptr)
1081                 return;
1082         for_each_node(i)
1083             kfree(ac_ptr[i]);
1084         kfree(ac_ptr);
1085 }
1086
1087 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1088                                 struct array_cache *ac, int node)
1089 {
1090         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1091
1092         if (ac->avail) {
1093                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1094                 /*
1095                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1096                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1097                  * into the free lists and getting them back later.
1098                  */
1099                 if (rl3->shared)
1100                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1101
1102                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1103                 ac->avail = 0;
1104                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1105         }
1106 }
1107
1108 /*
1109  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1110  */
1111 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1112 {
1113         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1114
1115         if (l3->alien) {
1116                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1117
1118                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1119                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1120                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1121                 }
1122         }
1123 }
1124
1125 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1126                                 struct array_cache **alien)
1127 {
1128         int i = 0;
1129         struct array_cache *ac;
1130         unsigned long flags;
1131
1132         for_each_online_node(i) {
1133                 ac = alien[i];
1134                 if (ac) {
1135                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1136                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1137                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1138                 }
1139         }
1140 }
1141
1142 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1143 {
1144         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1145         int nodeid = slabp->nodeid;
1146         struct kmem_list3 *l3;
1147         struct array_cache *alien = NULL;
1148         int node;
1149
1150         node = numa_node_id();
1151
1152         /*
1153          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1154          * cache on this cpu.
1155          */
1156         if (likely(slabp->nodeid == node))
1157                 return 0;
1158
1159         l3 = cachep->nodelists[node];
1160         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1161         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1162                 alien = l3->alien[nodeid];
1163                 spin_lock(&alien->lock);
1164                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1165                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1166                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1167                 }
1168                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1169                 spin_unlock(&alien->lock);
1170         } else {
1171                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1172                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1173                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1174         }
1175         return 1;
1176 }
1177 #endif
1178
1179 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1180                                     unsigned long action, void *hcpu)
1181 {
1182         long cpu = (long)hcpu;
1183         struct kmem_cache *cachep;
1184         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1185         int node = cpu_to_node(cpu);
1186         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1187
1188         switch (action) {
1189         case CPU_LOCK_ACQUIRE:
1190                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1191                 break;
1192         case CPU_UP_PREPARE:
1193         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1194                 /*
1195                  * We need to do this right in the beginning since
1196                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1197                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1198                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1199                  */
1200
1201                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1202                         /*
1203                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1204                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1205                          * node has not already allocated this
1206                          */
1207                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1208                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1209                                 if (!l3)
1210                                         goto bad;
1211                                 kmem_list3_init(l3);
1212                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1213                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1214
1215                                 /*
1216                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1217                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1218                                  * protection here.
1219                                  */
1220                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1221                         }
1222
1223                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1224                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1225                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1226                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1227                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1228                 }
1229
1230                 /*
1231                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1232                  * array caches
1233                  */
1234                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1235                         struct array_cache *nc;
1236                         struct array_cache *shared = NULL;
1237                         struct array_cache **alien = NULL;
1238
1239                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1240                                                 cachep->batchcount);
1241                         if (!nc)
1242                                 goto bad;
1243                         if (cachep->shared) {
1244                                 shared = alloc_arraycache(node,
1245                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1246                                         0xbaadf00d);
1247                                 if (!shared)
1248                                         goto bad;
1249                         }
1250                         if (use_alien_caches) {
1251                                 alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1252                                 if (!alien)
1253                                         goto bad;
1254                         }
1255                         cachep->array[cpu] = nc;
1256                         l3 = cachep->nodelists[node];
1257                         BUG_ON(!l3);
1258
1259                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1260                         if (!l3->shared) {
1261                                 /*
1262                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1263                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1264                                  */
1265                                 l3->shared = shared;
1266                                 shared = NULL;
1267                         }
1268 #ifdef CONFIG_NUMA
1269                         if (!l3->alien) {
1270                                 l3->alien = alien;
1271                                 alien = NULL;
1272                         }
1273 #endif
1274                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1275                         kfree(shared);
1276                         free_alien_cache(alien);
1277                 }
1278                 break;
1279         case CPU_ONLINE:
1280         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1281                 start_cpu_timer(cpu);
1282                 break;
1283 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1284         case CPU_DOWN_PREPARE:
1285         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1286                 /*
1287                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1288                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1289                  * anything expensive but will only modify reap_work
1290                  * and reschedule the timer.
1291                 */
1292                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(reap_work, cpu));
1293                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1294                 per_cpu(reap_work, cpu).work.func = NULL;
1295                 break;
1296         case CPU_DOWN_FAILED:
1297         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1298                 start_cpu_timer(cpu);
1299                 break;
1300         case CPU_DEAD:
1301         case CPU_DEAD_FROZEN:
1302                 /*
1303                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1304                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1305                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1306                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1307                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1308                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1309                  */
1310                 /* fall thru */
1311 #endif
1312         case CPU_UP_CANCELED:
1313         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1314                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1315                         struct array_cache *nc;
1316                         struct array_cache *shared;
1317                         struct array_cache **alien;
1318                         cpumask_t mask;
1319
1320                         mask = node_to_cpumask(node);
1321                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1322                         nc = cachep->array[cpu];
1323                         cachep->array[cpu] = NULL;
1324                         l3 = cachep->nodelists[node];
1325
1326                         if (!l3)
1327                                 goto free_array_cache;
1328
1329                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1330
1331                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1332                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1333                         if (nc)
1334                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1335
1336                         if (!cpus_empty(mask)) {
1337                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1338                                 goto free_array_cache;
1339                         }
1340
1341                         shared = l3->shared;
1342                         if (shared) {
1343                                 free_block(cachep, shared->entry,
1344                                            shared->avail, node);
1345                                 l3->shared = NULL;
1346                         }
1347
1348                         alien = l3->alien;
1349                         l3->alien = NULL;
1350
1351                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1352
1353                         kfree(shared);
1354                         if (alien) {
1355                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1356                                 free_alien_cache(alien);
1357                         }
1358 free_array_cache:
1359                         kfree(nc);
1360                 }
1361                 /*
1362                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1363                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1364                  * shrink each nodelist to its limit.
1365                  */
1366                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1367                         l3 = cachep->nodelists[node];
1368                         if (!l3)
1369                                 continue;
1370                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1371                 }
1372                 break;
1373         case CPU_LOCK_RELEASE:
1374                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1375                 break;
1376         }
1377         return NOTIFY_OK;
1378 bad:
1379         return NOTIFY_BAD;
1380 }
1381
1382 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1383         &cpuup_callback, NULL, 0
1384 };
1385
1386 /*
1387  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1388  */
1389 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1390                         int nodeid)
1391 {
1392         struct kmem_list3 *ptr;
1393
1394         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1395         BUG_ON(!ptr);
1396
1397         local_irq_disable();
1398         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1399         /*
1400          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1401          */
1402         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1403
1404         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1405         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1406         local_irq_enable();
1407 }
1408
1409 /*
1410  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1411  * before smp_init().
1412  */
1413 void __init kmem_cache_init(void)
1414 {
1415         size_t left_over;
1416         struct cache_sizes *sizes;
1417         struct cache_names *names;
1418         int i;
1419         int order;
1420         int node;
1421
1422         if (num_possible_nodes() == 1)
1423                 use_alien_caches = 0;
1424
1425         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1426                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1427                 if (i < MAX_NUMNODES)
1428                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1429         }
1430
1431         /*
1432          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1433          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1434          */
1435         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1436                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1437
1438         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1439          * from caches that do not exist yet:
1440          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1441          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1442          *    cache_cache is statically allocated.
1443          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1444          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1445          *    array at the end of the bootstrap.
1446          * 2) Create the first kmalloc cache.
1447          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1448          *    An __init data area is used for the head array.
1449          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1450          *    head arrays.
1451          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1452          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1453          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1454          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1455          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1456          */
1457
1458         node = numa_node_id();
1459
1460         /* 1) create the cache_cache */
1461         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1462         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1463         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1464         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1465         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1466
1467         /*
1468          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1469          * can be less than MAX_NUMNODES.
1470          */
1471         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1472                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1473 #if DEBUG
1474         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1475 #endif
1476         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1477                                         cache_line_size());
1478         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1479                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1480
1481         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1482                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1483                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1484                 if (cache_cache.num)
1485                         break;
1486         }
1487         BUG_ON(!cache_cache.num);
1488         cache_cache.gfporder = order;
1489         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1490         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1491                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1492
1493         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1494         sizes = malloc_sizes;
1495         names = cache_names;
1496
1497         /*
1498          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1499          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1500          * bug.
1501          */
1502
1503         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1504                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1505                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1506                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1507                                         NULL, NULL);
1508
1509         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1510                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1511                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1512                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1513                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1514                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1515                                 NULL, NULL);
1516         }
1517
1518         slab_early_init = 0;
1519
1520         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1521                 /*
1522                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1523                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1524                  * eliminates "false sharing".
1525                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1526                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1527                  */
1528                 if (!sizes->cs_cachep) {
1529                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1530                                         sizes->cs_size,
1531                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1532                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1533                                         NULL, NULL);
1534                 }
1535 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1536                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1537                                         names->name_dma,
1538                                         sizes->cs_size,
1539                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1540                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1541                                                 SLAB_PANIC,
1542                                         NULL, NULL);
1543 #endif
1544                 sizes++;
1545                 names++;
1546         }
1547         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1548         {
1549                 struct array_cache *ptr;
1550
1551                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1552
1553                 local_irq_disable();
1554                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1555                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1556                        sizeof(struct arraycache_init));
1557                 /*
1558                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1559                  */
1560                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1561
1562                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1563                 local_irq_enable();
1564
1565                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1566
1567                 local_irq_disable();
1568                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1569                        != &initarray_generic.cache);
1570                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1571                        sizeof(struct arraycache_init));
1572                 /*
1573                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1574                  */
1575                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1576
1577                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1578                     ptr;
1579                 local_irq_enable();
1580         }
1581         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1582         {
1583                 int nid;
1584
1585                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1586                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE], node);
1587
1588                 for_each_online_node(nid) {
1589                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1590                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1591
1592                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1593                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1594                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1595                         }
1596                 }
1597         }
1598
1599         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1600         {
1601                 struct kmem_cache *cachep;
1602                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1603                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1604                         if (enable_cpucache(cachep))
1605                                 BUG();
1606                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1607         }
1608
1609         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1610         init_lock_keys();
1611
1612
1613         /* Done! */
1614         g_cpucache_up = FULL;
1615
1616         /*
1617          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1618          * cpu_cache_get for all new cpus
1619          */
1620         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1621
1622         /*
1623          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1624          * of the kernel is not yet operational.
1625          */
1626 }
1627
1628 static int __init cpucache_init(void)
1629 {
1630         int cpu;
1631
1632         /*
1633          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1634          */
1635         for_each_online_cpu(cpu)
1636                 start_cpu_timer(cpu);
1637         return 0;
1638 }
1639 __initcall(cpucache_init);
1640
1641 /*
1642  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1643  *
1644  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1645  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1646  * would be relatively rare and ignorable.
1647  */
1648 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1649 {
1650         struct page *page;
1651         int nr_pages;
1652         int i;
1653
1654 #ifndef CONFIG_MMU
1655         /*
1656          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1657          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1658          */
1659         flags |= __GFP_COMP;
1660 #endif
1661
1662         flags |= cachep->gfpflags;
1663
1664         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1665         if (!page)
1666                 return NULL;
1667
1668         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1669         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1670                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1671                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1672         else
1673                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1674                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1675         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1676                 __SetPageSlab(page + i);
1677         return page_address(page);
1678 }
1679
1680 /*
1681  * Interface to system's page release.
1682  */
1683 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1684 {
1685         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1686         struct page *page = virt_to_page(addr);
1687         const unsigned long nr_freed = i;
1688
1689         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1690                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1691                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1692         else
1693                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1694                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1695         while (i--) {
1696                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1697                 __ClearPageSlab(page);
1698                 page++;
1699         }
1700         if (current->reclaim_state)
1701                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1702         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1703 }
1704
1705 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1706 {
1707         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1708         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1709
1710         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1711         if (OFF_SLAB(cachep))
1712                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1713 }
1714
1715 #if DEBUG
1716
1717 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1718 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1719                             unsigned long caller)
1720 {
1721         int size = obj_size(cachep);
1722
1723         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1724
1725         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1726                 return;
1727
1728         *addr++ = 0x12345678;
1729         *addr++ = caller;
1730         *addr++ = smp_processor_id();
1731         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1732         {
1733                 unsigned long *sptr = &caller;
1734                 unsigned long svalue;
1735
1736                 while (!kstack_end(sptr)) {
1737                         svalue = *sptr++;
1738                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1739                                 *addr++ = svalue;
1740                                 size -= sizeof(unsigned long);
1741                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1742                                         break;
1743                         }
1744                 }
1745
1746         }
1747         *addr++ = 0x87654321;
1748 }
1749 #endif
1750
1751 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1752 {
1753         int size = obj_size(cachep);
1754         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1755
1756         memset(addr, val, size);
1757         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1758 }
1759
1760 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1761 {
1762         int i;
1763         unsigned char error = 0;
1764         int bad_count = 0;
1765
1766         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1767         for (i = 0; i < limit; i++) {
1768                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1769                         error = data[offset + i];
1770                         bad_count++;
1771                 }
1772                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1773         }
1774         printk("\n");
1775
1776         if (bad_count == 1) {
1777                 error ^= POISON_FREE;
1778                 if (!(error & (error - 1))) {
1779                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1780                                         "bad RAM.\n");
1781 #ifdef CONFIG_X86
1782                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1783                                         "test tool.\n");
1784 #else
1785                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1786 #endif
1787                 }
1788         }
1789 }
1790 #endif
1791
1792 #if DEBUG
1793
1794 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1795 {
1796         int i, size;
1797         char *realobj;
1798
1799         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1800                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1801                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1802                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1803         }
1804
1805         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1806                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1807                         *dbg_userword(cachep, objp));
1808                 print_symbol("(%s)",
1809                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1810                 printk("\n");
1811         }
1812         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1813         size = obj_size(cachep);
1814         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1815                 int limit;
1816                 limit = 16;
1817                 if (i + limit > size)
1818                         limit = size - i;
1819                 dump_line(realobj, i, limit);
1820         }
1821 }
1822
1823 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1824 {
1825         char *realobj;
1826         int size, i;
1827         int lines = 0;
1828
1829         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1830         size = obj_size(cachep);
1831
1832         for (i = 0; i < size; i++) {
1833                 char exp = POISON_FREE;
1834                 if (i == size - 1)
1835                         exp = POISON_END;
1836                 if (realobj[i] != exp) {
1837                         int limit;
1838                         /* Mismatch ! */
1839                         /* Print header */
1840                         if (lines == 0) {
1841                                 printk(KERN_ERR
1842                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1843                                         cachep->name, realobj, size);
1844                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1845                         }
1846                         /* Hexdump the affected line */
1847                         i = (i / 16) * 16;
1848                         limit = 16;
1849                         if (i + limit > size)
1850                                 limit = size - i;
1851                         dump_line(realobj, i, limit);
1852                         i += 16;
1853                         lines++;
1854                         /* Limit to 5 lines */
1855                         if (lines > 5)
1856                                 break;
1857                 }
1858         }
1859         if (lines != 0) {
1860                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1861                  * exist:
1862                  */
1863                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1864                 unsigned int objnr;
1865
1866                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1867                 if (objnr) {
1868                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1869                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1870                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1871                                realobj, size);
1872                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1873                 }
1874                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1875                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1876                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1877                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1878                                realobj, size);
1879                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1880                 }
1881         }
1882 }
1883 #endif
1884
1885 #if DEBUG
1886 /**
1887  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1888  * @cachep: cache pointer being destroyed
1889  * @slabp: slab pointer being destroyed
1890  *
1891  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1892  * destroyed.
1893  */
1894 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1895 {
1896         int i;
1897         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1898                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1899
1900                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1901 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1902                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1903                                         OFF_SLAB(cachep))
1904                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1905                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1906                         else
1907                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1908 #else
1909                         check_poison_obj(cachep, objp);
1910 #endif
1911                 }
1912                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1913                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1914                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1915                                            "was overwritten");
1916                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1917                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1918                                            "was overwritten");
1919                 }
1920                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1921                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1922         }
1923 }
1924 #else
1925 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1926 {
1927         if (cachep->dtor) {
1928                 int i;
1929                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1930                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1931                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1932                 }
1933         }
1934 }
1935 #endif
1936
1937 /**
1938  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1939  * @cachep: cache pointer being destroyed
1940  * @slabp: slab pointer being destroyed
1941  *
1942  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1943  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1944  * cache-lock is not held/needed.
1945  */
1946 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1947 {
1948         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1949
1950         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1951         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1952                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1953
1954                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1955                 slab_rcu->cachep = cachep;
1956                 slab_rcu->addr = addr;
1957                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1958         } else {
1959                 kmem_freepages(cachep, addr);
1960                 if (OFF_SLAB(cachep))
1961                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1962         }
1963 }
1964
1965 /*
1966  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1967  * size of kmem_list3.
1968  */
1969 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1970 {
1971         int node;
1972
1973         for_each_online_node(node) {
1974                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1975                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1976                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1977                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1978         }
1979 }
1980
1981 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1982 {
1983         int i;
1984         struct kmem_list3 *l3;
1985
1986         for_each_online_cpu(i)
1987             kfree(cachep->array[i]);
1988
1989         /* NUMA: free the list3 structures */
1990         for_each_online_node(i) {
1991                 l3 = cachep->nodelists[i];
1992                 if (l3) {
1993                         kfree(l3->shared);
1994                         free_alien_cache(l3->alien);
1995                         kfree(l3);
1996                 }
1997         }
1998         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1999 }
2000
2001
2002 /**
2003  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2004  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2005  * @size: size of objects to be created in this cache.
2006  * @align: required alignment for the objects.
2007  * @flags: slab allocation flags
2008  *
2009  * Also calculates the number of objects per slab.
2010  *
2011  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2012  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2013  * towards high-order requests, this should be changed.
2014  */
2015 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2016                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2017 {
2018         unsigned long offslab_limit;
2019         size_t left_over = 0;
2020         int gfporder;
2021
2022         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
2023                 unsigned int num;
2024                 size_t remainder;
2025
2026                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2027                 if (!num)
2028                         continue;
2029
2030                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2031                         /*
2032                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2033                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2034                          * looping condition in cache_grow().
2035                          */
2036                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2037                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2038
2039                         if (num > offslab_limit)
2040                                 break;
2041                 }
2042
2043                 /* Found something acceptable - save it away */
2044                 cachep->num = num;
2045                 cachep->gfporder = gfporder;
2046                 left_over = remainder;
2047
2048                 /*
2049                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2050                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2051                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2052                  */
2053                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2054                         break;
2055
2056                 /*
2057                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2058                  * currently bad for the gfp()s.
2059                  */
2060                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2061                         break;
2062
2063                 /*
2064                  * Acceptable internal fragmentation?
2065                  */
2066                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2067                         break;
2068         }
2069         return left_over;
2070 }
2071
2072 static int setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2073 {
2074         if (g_cpucache_up == FULL)
2075                 return enable_cpucache(cachep);
2076
2077         if (g_cpucache_up == NONE) {
2078                 /*
2079                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2080                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2081                  * further caches will BUG().
2082                  */
2083                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2084
2085                 /*
2086                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2087                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2088                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2089                  */
2090                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2091                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2092                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2093                 else
2094                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2095         } else {
2096                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2097                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2098
2099                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2100                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2101                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2102                 } else {
2103                         int node;
2104                         for_each_online_node(node) {
2105                                 cachep->nodelists[node] =
2106                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2107                                                 GFP_KERNEL, node);
2108                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2109                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2110                         }
2111                 }
2112         }
2113         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2114                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2115                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2116
2117         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2118         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2119         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2120         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2121         cachep->batchcount = 1;
2122         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2123         return 0;
2124 }
2125
2126 /**
2127  * kmem_cache_create - Create a cache.
2128  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2129  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2130  * @align: The required alignment for the objects.
2131  * @flags: SLAB flags
2132  * @ctor: A constructor for the objects.
2133  * @dtor: A destructor for the objects.
2134  *
2135  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2136  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2137  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2138  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2139  *
2140  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2141  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2142  *
2143  * The flags are
2144  *
2145  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2146  * to catch references to uninitialised memory.
2147  *
2148  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2149  * for buffer overruns.
2150  *
2151  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2152  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2153  * as davem.
2154  */
2155 struct kmem_cache *
2156 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2157         unsigned long flags,
2158         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2159         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2160 {
2161         size_t left_over, slab_size, ralign;
2162         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2163
2164         /*
2165          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2166          */
2167         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2168             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
2169                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2170                                 name);
2171                 BUG();
2172         }
2173
2174         /*
2175          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2176          * cpu_online_map as well.  Please see cpuup_callback
2177          */
2178         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2179
2180         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2181                 char tmp;
2182                 int res;
2183
2184                 /*
2185                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2186                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2187                  * area of the module.  Print a warning.
2188                  */
2189                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2190                 if (res) {
2191                         printk(KERN_ERR
2192                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2193                                pc->buffer_size);
2194                         continue;
2195                 }
2196
2197                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2198                         printk(KERN_ERR
2199                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2200                         dump_stack();
2201                         goto oops;
2202                 }
2203         }
2204
2205 #if DEBUG
2206         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2207 #if FORCED_DEBUG
2208         /*
2209          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2210          * large objects, if the increased size would increase the object size
2211          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2212          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2213          */
2214         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2215                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2216         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2217                 flags |= SLAB_POISON;
2218 #endif
2219         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2220                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2221 #endif
2222         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2223                 BUG_ON(dtor);
2224
2225         /*
2226          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2227          * isn't available.
2228          */
2229         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2230
2231         /*
2232          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2233          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2234          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2235          */
2236         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2237                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2238                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2239         }
2240
2241         /* calculate the final buffer alignment: */
2242
2243         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2244         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2245                 /*
2246                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2247                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2248                  * one cacheline.
2249                  */
2250                 ralign = cache_line_size();
2251                 while (size <= ralign / 2)
2252                         ralign /= 2;
2253         } else {
2254                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2255         }
2256
2257         /*
2258          * Redzoning and user store require word alignment. Note this will be
2259          * overridden by architecture or caller mandated alignment if either
2260          * is greater than BYTES_PER_WORD.
2261          */
2262         if (flags & SLAB_RED_ZONE || flags & SLAB_STORE_USER)
2263                 ralign = __alignof__(unsigned long long);
2264
2265         /* 2) arch mandated alignment */
2266         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2267                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2268         }
2269         /* 3) caller mandated alignment */
2270         if (ralign < align) {
2271                 ralign = align;
2272         }
2273         /* disable debug if necessary */
2274         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2275                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2276         /*
2277          * 4) Store it.
2278          */
2279         align = ralign;
2280
2281         /* Get cache's description obj. */
2282         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, GFP_KERNEL);
2283         if (!cachep)
2284                 goto oops;
2285
2286 #if DEBUG
2287         cachep->obj_size = size;
2288
2289         /*
2290          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2291          * into align above.
2292          */
2293         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2294                 /* add space for red zone words */
2295                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2296                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2297         }
2298         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2299                 /* user store requires one word storage behind the end of
2300                  * the real object.
2301                  */
2302                 size += BYTES_PER_WORD;
2303         }
2304 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2305         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2306             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2307                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2308                 size = PAGE_SIZE;
2309         }
2310 #endif
2311 #endif
2312
2313         /*
2314          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2315          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2316          * it too early on.)
2317          */
2318         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2319                 /*
2320                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2321                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2322                  */
2323                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2324
2325         size = ALIGN(size, align);
2326
2327         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2328
2329         if (!cachep->num) {
2330                 printk(KERN_ERR
2331                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2332                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2333                 cachep = NULL;
2334                 goto oops;
2335         }
2336         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2337                           + sizeof(struct slab), align);
2338
2339         /*
2340          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2341          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2342          */
2343         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2344                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2345                 left_over -= slab_size;
2346         }
2347
2348         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2349                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2350                 slab_size =
2351                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2352         }
2353
2354         cachep->colour_off = cache_line_size();
2355         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2356         if (cachep->colour_off < align)
2357                 cachep->colour_off = align;
2358         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2359         cachep->slab_size = slab_size;
2360         cachep->flags = flags;
2361         cachep->gfpflags = 0;
2362         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2363                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2364         cachep->buffer_size = size;
2365         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2366
2367         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2368                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2369                 /*
2370                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2371                  * But since we go off slab only for object size greater than
2372                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2373                  * this should not happen at all.
2374                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2375                  */
2376                 BUG_ON(!cachep->slabp_cache);
2377         }
2378         cachep->ctor = ctor;
2379         cachep->dtor = dtor;
2380         cachep->name = name;
2381
2382         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2383                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2384                 cachep = NULL;
2385                 goto oops;
2386         }
2387
2388         /* cache setup completed, link it into the list */
2389         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2390 oops:
2391         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2392                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2393                       name);
2394         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2395         return cachep;
2396 }
2397 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2398
2399 #if DEBUG
2400 static void check_irq_off(void)
2401 {
2402         BUG_ON(!irqs_disabled());
2403 }
2404
2405 static void check_irq_on(void)
2406 {
2407         BUG_ON(irqs_disabled());
2408 }
2409
2410 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2411 {
2412 #ifdef CONFIG_SMP
2413         check_irq_off();
2414         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2415 #endif
2416 }
2417
2418 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2419 {
2420 #ifdef CONFIG_SMP
2421         check_irq_off();
2422         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2423 #endif
2424 }
2425
2426 #else
2427 #define check_irq_off() do { } while(0)
2428 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2429 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2430 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2431 #endif
2432
2433 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2434                         struct array_cache *ac,
2435                         int force, int node);
2436
2437 static void do_drain(void *arg)
2438 {
2439         struct kmem_cache *cachep = arg;
2440         struct array_cache *ac;
2441         int node = numa_node_id();
2442
2443         check_irq_off();
2444         ac = cpu_cache_get(cachep);
2445         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2446         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2447         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2448         ac->avail = 0;
2449 }
2450
2451 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2452 {
2453         struct kmem_list3 *l3;
2454         int node;
2455
2456         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2457         check_irq_on();
2458         for_each_online_node(node) {
2459                 l3 = cachep->nodelists[node];
2460                 if (l3 && l3->alien)
2461                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2462         }
2463
2464         for_each_online_node(node) {
2465                 l3 = cachep->nodelists[node];
2466                 if (l3)
2467                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2468         }
2469 }
2470
2471 /*
2472  * Remove slabs from the list of free slabs.
2473  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2474  *
2475  * Returns the actual number of slabs released.
2476  */
2477 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2478                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2479 {
2480         struct list_head *p;
2481         int nr_freed;
2482         struct slab *slabp;
2483
2484         nr_freed = 0;
2485         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2486
2487                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2488                 p = l3->slabs_free.prev;
2489                 if (p == &l3->slabs_free) {
2490                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2491                         goto out;
2492                 }
2493
2494                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2495 #if DEBUG
2496                 BUG_ON(slabp->inuse);
2497 #endif
2498                 list_del(&slabp->list);
2499                 /*
2500                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2501                  * to the cache.
2502                  */
2503                 l3->free_objects -= cache->num;
2504                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2505                 slab_destroy(cache, slabp);
2506                 nr_freed++;
2507         }
2508 out:
2509         return nr_freed;
2510 }
2511
2512 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2513 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2514 {
2515         int ret = 0, i = 0;
2516         struct kmem_list3 *l3;
2517
2518         drain_cpu_caches(cachep);
2519
2520         check_irq_on();
2521         for_each_online_node(i) {
2522                 l3 = cachep->nodelists[i];
2523                 if (!l3)
2524                         continue;
2525
2526                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2527
2528                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2529                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2530         }
2531         return (ret ? 1 : 0);
2532 }
2533
2534 /**
2535  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2536  * @cachep: The cache to shrink.
2537  *
2538  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2539  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2540  */
2541 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2542 {
2543         int ret;
2544         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2545
2546         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2547         ret = __cache_shrink(cachep);
2548         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2549         return ret;
2550 }
2551 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2552
2553 /**
2554  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2555  * @cachep: the cache to destroy
2556  *
2557  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2558  *
2559  * It is expected this function will be called by a module when it is
2560  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2561  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2562  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2563  *
2564  * The cache must be empty before calling this function.
2565  *
2566  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2567  * during the kmem_cache_destroy().
2568  */
2569 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2570 {
2571         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2572
2573         /* Find the cache in the chain of caches. */
2574         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2575         /*
2576          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2577          */
2578         list_del(&cachep->next);
2579         if (__cache_shrink(cachep)) {
2580                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2581                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2582                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2583                 return;
2584         }
2585
2586         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2587                 synchronize_rcu();
2588
2589         __kmem_cache_destroy(cachep);
2590         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2591 }
2592 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2593
2594 /*
2595  * Get the memory for a slab management obj.
2596  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2597  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2598  * come from the same cache which is getting created because,
2599  * when we are searching for an appropriate cache for these
2600  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2601  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2602  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2603  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2604  */
2605 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2606                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2607                                    int nodeid)
2608 {
2609         struct slab *slabp;
2610
2611         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2612                 /* Slab management obj is off-slab. */
2613                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2614                                               local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2615                 if (!slabp)
2616                         return NULL;
2617         } else {
2618                 slabp = objp + colour_off;
2619                 colour_off += cachep->slab_size;
2620         }
2621         slabp->inuse = 0;
2622         slabp->colouroff = colour_off;
2623         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2624         slabp->nodeid = nodeid;
2625         return slabp;
2626 }
2627
2628 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2629 {
2630         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2631 }
2632
2633 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2634                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2635 {
2636         int i;
2637
2638         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2639                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2640 #if DEBUG
2641                 /* need to poison the objs? */
2642                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2643                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2644                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2645                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2646
2647                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2648                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2649                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2650                 }
2651                 /*
2652                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2653                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2654                  * They must also be threaded.
2655                  */
2656                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2657                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2658                                      ctor_flags);
2659
2660                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2661                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2662                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2663                                            " end of an object");
2664                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2665                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2666                                            " start of an object");
2667                 }
2668                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2669                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2670                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2671                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2672 #else
2673                 if (cachep->ctor)
2674                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2675 #endif
2676                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2677         }
2678         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2679         slabp->free = 0;
2680 }
2681
2682 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2683 {
2684         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2685                 if (flags & GFP_DMA)
2686                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2687                 else
2688                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2689         }
2690 }
2691
2692 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2693                                 int nodeid)
2694 {
2695         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2696         kmem_bufctl_t next;
2697
2698         slabp->inuse++;
2699         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2700 #if DEBUG
2701         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2702         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2703 #endif
2704         slabp->free = next;
2705
2706         return objp;
2707 }
2708
2709 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2710                                 void *objp, int nodeid)
2711 {
2712         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2713
2714 #if DEBUG
2715         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2716         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2717
2718         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2719                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2720                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2721                 BUG();
2722         }
2723 #endif
2724         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2725         slabp->free = objnr;
2726         slabp->inuse--;
2727 }
2728
2729 /*
2730  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2731  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2732  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2733  */
2734 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2735                            void *addr)
2736 {
2737         int nr_pages;
2738         struct page *page;
2739
2740         page = virt_to_page(addr);
2741
2742         nr_pages = 1;
2743         if (likely(!PageCompound(page)))
2744                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2745
2746         do {
2747                 page_set_cache(page, cache);
2748                 page_set_slab(page, slab);
2749                 page++;
2750         } while (--nr_pages);
2751 }
2752
2753 /*
2754  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2755  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2756  */
2757 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2758                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2759 {
2760         struct slab *slabp;
2761         size_t offset;
2762         gfp_t local_flags;
2763         unsigned long ctor_flags;
2764         struct kmem_list3 *l3;
2765
2766         /*
2767          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2768          * critical path in kmem_cache_alloc().
2769          */
2770         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK));
2771
2772         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2773         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
2774         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2775         check_irq_off();
2776         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2777         spin_lock(&l3->list_lock);
2778
2779         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2780         offset = l3->colour_next;
2781         l3->colour_next++;
2782         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2783                 l3->colour_next = 0;
2784         spin_unlock(&l3->list_lock);
2785
2786         offset *= cachep->colour_off;
2787
2788         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2789                 local_irq_enable();
2790
2791         /*
2792          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2793          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2794          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2795          * will eventually be caught here (where it matters).
2796          */
2797         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2798
2799         /*
2800          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2801          * 'nodeid'.
2802          */
2803         if (!objp)
2804                 objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2805         if (!objp)
2806                 goto failed;
2807
2808         /* Get slab management. */
2809         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2810                         local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2811         if (!slabp)
2812                 goto opps1;
2813
2814         slabp->nodeid = nodeid;
2815         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2816
2817         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2818
2819         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2820                 local_irq_disable();
2821         check_irq_off();
2822         spin_lock(&l3->list_lock);
2823
2824         /* Make slab active. */
2825         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2826         STATS_INC_GROWN(cachep);
2827         l3->free_objects += cachep->num;
2828         spin_unlock(&l3->list_lock);
2829         return 1;
2830 opps1:
2831         kmem_freepages(cachep, objp);
2832 failed:
2833         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2834                 local_irq_disable();
2835         return 0;
2836 }
2837
2838 #if DEBUG
2839
2840 /*
2841  * Perform extra freeing checks:
2842  * - detect bad pointers.
2843  * - POISON/RED_ZONE checking
2844  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2845  */
2846 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2847 {
2848         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2849                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2850                        (unsigned long)objp);
2851                 BUG();
2852         }
2853 }
2854
2855 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2856 {
2857         unsigned long long redzone1, redzone2;
2858
2859         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2860         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2861
2862         /*
2863          * Redzone is ok.
2864          */
2865         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2866                 return;
2867
2868         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2869                 slab_error(cache, "double free detected");
2870         else
2871                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2872
2873         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2874                         obj, redzone1, redzone2);
2875 }
2876
2877 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2878                                    void *caller)
2879 {
2880         struct page *page;
2881         unsigned int objnr;
2882         struct slab *slabp;
2883
2884         objp -= obj_offset(cachep);
2885         kfree_debugcheck(objp);
2886         page = virt_to_head_page(objp);
2887
2888         slabp = page_get_slab(page);
2889
2890         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2891                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2892                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2893                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2894         }
2895         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2896                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2897
2898         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2899
2900         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2901         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2902
2903         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2904                 /* we want to cache poison the object,
2905                  * call the destruction callback
2906                  */
2907                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2908         }
2909 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2910         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2911 #endif
2912         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2913 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2914                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2915                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2916                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2917                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2918                 } else {
2919                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2920                 }
2921 #else
2922                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2923 #endif
2924         }
2925         return objp;
2926 }
2927
2928 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2929 {
2930         kmem_bufctl_t i;
2931         int entries = 0;
2932
2933         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2934         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2935                 entries++;
2936                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2937                         goto bad;
2938         }
2939         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2940 bad:
2941                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2942                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2943                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2944                 for (i = 0;
2945                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2946                      i++) {
2947                         if (i % 16 == 0)
2948                                 printk("\n%03x:", i);
2949                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2950                 }
2951                 printk("\n");
2952                 BUG();
2953         }
2954 }
2955 #else
2956 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2957 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2958 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2959 #endif
2960
2961 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2962 {
2963         int batchcount;
2964         struct kmem_list3 *l3;
2965         struct array_cache *ac;
2966         int node;
2967
2968         node = numa_node_id();
2969
2970         check_irq_off();
2971         ac = cpu_cache_get(cachep);
2972 retry:
2973         batchcount = ac->batchcount;
2974         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2975                 /*
2976                  * If there was little recent activity on this cache, then
2977                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2978                  * refill bouncing.
2979                  */
2980                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2981         }
2982         l3 = cachep->nodelists[node];
2983
2984         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2985         spin_lock(&l3->list_lock);
2986
2987         /* See if we can refill from the shared array */
2988         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2989                 goto alloc_done;
2990
2991         while (batchcount > 0) {
2992                 struct list_head *entry;
2993                 struct slab *slabp;
2994                 /* Get slab alloc is to come from. */
2995                 entry = l3->slabs_partial.next;
2996                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2997                         l3->free_touched = 1;
2998                         entry = l3->slabs_free.next;
2999                         if (entry == &l3->slabs_free)
3000                                 goto must_grow;
3001                 }
3002
3003                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3004                 check_slabp(cachep, slabp);
3005                 check_spinlock_acquired(cachep);
3006
3007                 /*
3008                  * The slab was either on partial or free list so
3009                  * there must be at least one object available for
3010                  * allocation.
3011                  */
3012                 BUG_ON(slabp->inuse < 0 || slabp->inuse >= cachep->num);
3013
3014                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3015                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3016                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3017                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3018
3019                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3020                                                             node);
3021                 }
3022                 check_slabp(cachep, slabp);
3023
3024                 /* move slabp to correct slabp list: */
3025                 list_del(&slabp->list);
3026                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3027                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3028                 else
3029                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3030         }
3031
3032 must_grow:
3033         l3->free_objects -= ac->avail;
3034 alloc_done:
3035         spin_unlock(&l3->list_lock);
3036
3037         if (unlikely(!ac->avail)) {
3038                 int x;
3039                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3040
3041                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3042                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3043                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3044                         return NULL;
3045
3046                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3047                         goto retry;
3048         }
3049         ac->touched = 1;
3050         return ac->entry[--ac->avail];
3051 }
3052
3053 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3054                                                 gfp_t flags)
3055 {
3056         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3057 #if DEBUG
3058         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3059 #endif
3060 }
3061
3062 #if DEBUG
3063 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3064                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3065 {
3066         if (!objp)
3067                 return objp;
3068         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3069 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3070                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3071                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3072                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3073                 else
3074                         check_poison_obj(cachep, objp);
3075 #else
3076                 check_poison_obj(cachep, objp);
3077 #endif
3078                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3079         }
3080         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3081                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3082
3083         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3084                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3085                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3086                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3087                                                 " object was overwritten");
3088                         printk(KERN_ERR
3089                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3090                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3091                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3092                 }
3093                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3094                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3095         }
3096 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3097         {
3098                 struct slab *slabp;
3099                 unsigned objnr;
3100
3101                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3102                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3103                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3104         }
3105 #endif
3106         objp += obj_offset(cachep);
3107         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3108                 cachep->ctor(objp, cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR);
3109 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3110         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3111                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3112                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3113         }
3114 #endif
3115         return objp;
3116 }
3117 #else
3118 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3119 #endif
3120
3121 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
3122
3123 static struct failslab_attr {
3124
3125         struct fault_attr attr;
3126
3127         u32 ignore_gfp_wait;
3128 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3129         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
3130 #endif
3131
3132 } failslab = {
3133         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
3134         .ignore_gfp_wait = 1,
3135 };
3136
3137 static int __init setup_failslab(char *str)
3138 {
3139         return setup_fault_attr(&failslab.attr, str);
3140 }
3141 __setup("failslab=", setup_failslab);
3142
3143 static int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3144 {
3145         if (cachep == &cache_cache)
3146                 return 0;
3147         if (flags & __GFP_NOFAIL)
3148                 return 0;
3149         if (failslab.ignore_gfp_wait && (flags & __GFP_WAIT))
3150                 return 0;
3151
3152         return should_fail(&failslab.attr, obj_size(cachep));
3153 }
3154
3155 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3156
3157 static int __init failslab_debugfs(void)
3158 {
3159         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
3160         struct dentry *dir;
3161         int err;
3162
3163         err = init_fault_attr_dentries(&failslab.attr, "failslab");
3164         if (err)
3165                 return err;
3166         dir = failslab.attr.dentries.dir;
3167
3168         failslab.ignore_gfp_wait_file =
3169                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
3170                                       &failslab.ignore_gfp_wait);
3171
3172         if (!failslab.ignore_gfp_wait_file) {
3173                 err = -ENOMEM;
3174                 debugfs_remove(failslab.ignore_gfp_wait_file);
3175                 cleanup_fault_attr_dentries(&failslab.attr);
3176         }
3177
3178         return err;
3179 }
3180
3181 late_initcall(failslab_debugfs);
3182
3183 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
3184
3185 #else /* CONFIG_FAILSLAB */
3186
3187 static inline int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3188 {
3189         return 0;
3190 }
3191
3192 #endif /* CONFIG_FAILSLAB */
3193
3194 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3195 {
3196         void *objp;
3197         struct array_cache *ac;
3198
3199         check_irq_off();
3200
3201         ac = cpu_cache_get(cachep);
3202         if (likely(ac->avail)) {
3203                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3204                 ac->touched = 1;
3205                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3206         } else {
3207                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3208                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3209         }
3210         return objp;
3211 }
3212
3213 #ifdef CONFIG_NUMA
3214 /*
3215  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3216  *
3217  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3218  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3219  */
3220 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3221 {
3222         int nid_alloc, nid_here;
3223
3224         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3225                 return NULL;
3226         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3227         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3228                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3229         else if (current->mempolicy)
3230                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3231         if (nid_alloc != nid_here)
3232                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3233         return NULL;
3234 }
3235
3236 /*
3237  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3238  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3239  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3240  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3241  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3242  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3243  */
3244 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3245 {
3246         struct zonelist *zonelist;
3247         gfp_t local_flags;
3248         struct zone **z;
3249         void *obj = NULL;
3250         int nid;
3251
3252         if (flags & __GFP_THISNODE)
3253                 return NULL;
3254
3255         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3256                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
3257         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
3258
3259 retry:
3260         /*
3261          * Look through allowed nodes for objects available
3262          * from existing per node queues.
3263          */
3264         for (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++) {
3265                 nid = zone_to_nid(*z);
3266
3267                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
3268                         cache->nodelists[nid] &&
3269                         cache->nodelists[nid]->free_objects)
3270                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3271                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3272         }
3273
3274         if (!obj) {
3275                 /*
3276                  * This allocation will be performed within the constraints
3277                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3278                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3279                  * set and go into memory reserves if necessary.
3280                  */
3281                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3282                         local_irq_enable();
3283                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3284                 obj = kmem_getpages(cache, flags, -1);
3285                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3286                         local_irq_disable();
3287                 if (obj) {
3288                         /*
3289                          * Insert into the appropriate per node queues
3290                          */
3291                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3292                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3293                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3294                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3295                                 if (!obj)
3296                                         /*
3297                                          * Another processor may allocate the
3298                                          * objects in the slab since we are
3299                                          * not holding any locks.
3300                                          */
3301                                         goto retry;
3302                         } else {
3303                                 /* cache_grow already freed obj */
3304                                 obj = NULL;
3305                         }
3306                 }
3307         }
3308         return obj;
3309 }
3310
3311 /*
3312  * A interface to enable slab creation on nodeid
3313  */
3314 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3315                                 int nodeid)
3316 {
3317         struct list_head *entry;
3318         struct slab *slabp;
3319         struct kmem_list3 *l3;
3320         void *obj;
3321         int x;
3322
3323         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3324         BUG_ON(!l3);
3325
3326 retry:
3327         check_irq_off();
3328         spin_lock(&l3->list_lock);
3329         entry = l3->slabs_partial.next;
3330         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3331                 l3->free_touched = 1;
3332                 entry = l3->slabs_free.next;
3333                 if (entry == &l3->slabs_free)
3334                         goto must_grow;
3335         }
3336
3337         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3338         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3339         check_slabp(cachep, slabp);
3340
3341         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3342         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3343         STATS_SET_HIGH(cachep);
3344
3345         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3346
3347         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3348         check_slabp(cachep, slabp);
3349         l3->free_objects--;
3350         /* move slabp to correct slabp list: */
3351         list_del(&slabp->list);
3352
3353         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3354                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3355         else
3356                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3357
3358         spin_unlock(&l3->list_lock);
3359         goto done;
3360
3361 must_grow:
3362         spin_unlock(&l3->list_lock);
3363         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3364         if (x)
3365                 goto retry;
3366
3367         return fallback_alloc(cachep, flags);
3368
3369 done:
3370         return obj;
3371 }
3372
3373 /**
3374  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3375  * @cachep: The cache to allocate from.
3376  * @flags: See kmalloc().
3377  * @nodeid: node number of the target node.
3378  * @caller: return address of caller, used for debug information
3379  *
3380  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3381  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3382  *
3383  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3384  */
3385 static __always_inline void *
3386 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3387                    void *caller)
3388 {
3389         unsigned long save_flags;
3390         void *ptr;
3391
3392         if (should_failslab(cachep, flags))
3393                 return NULL;
3394
3395         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3396         local_irq_save(save_flags);
3397
3398         if (unlikely(nodeid == -1))
3399                 nodeid = numa_node_id();
3400
3401         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3402                 /* Node not bootstrapped yet */
3403                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3404                 goto out;
3405         }
3406
3407         if (nodeid == numa_node_id()) {
3408                 /*
3409                  * Use the locally cached objects if possible.
3410                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3411                  * to other nodes. It may fail while we still have
3412                  * objects on other nodes available.
3413                  */
3414                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3415                 if (ptr)
3416                         goto out;
3417         }
3418         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3419         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3420   out:
3421         local_irq_restore(save_flags);
3422         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3423
3424         return ptr;
3425 }
3426
3427 static __always_inline void *
3428 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3429 {
3430         void *objp;
3431
3432         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3433                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3434                 if (objp)
3435                         goto out;
3436         }
3437         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3438
3439         /*
3440          * We may just have run out of memory on the local node.
3441          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3442          */
3443         if (!objp)
3444                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3445
3446   out:
3447         return objp;
3448 }
3449 #else
3450
3451 static __always_inline void *
3452 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3453 {
3454         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3455 }
3456
3457 #endif /* CONFIG_NUMA */
3458
3459 static __always_inline void *
3460 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3461 {
3462         unsigned long save_flags;
3463         void *objp;
3464
3465         if (should_failslab(cachep, flags))
3466                 return NULL;
3467
3468         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3469         local_irq_save(save_flags);
3470         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3471         local_irq_restore(save_flags);
3472         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3473         prefetchw(objp);
3474
3475         return objp;
3476 }
3477
3478 /*
3479  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3480  */
3481 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3482                        int node)
3483 {
3484         int i;
3485         struct kmem_list3 *l3;
3486
3487         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3488                 void *objp = objpp[i];
3489                 struct slab *slabp;
3490
3491                 slabp = virt_to_slab(objp);
3492                 l3 = cachep->nodelists[node];
3493                 list_del(&slabp->list);
3494                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3495                 check_slabp(cachep, slabp);
3496                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3497                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3498                 l3->free_objects++;
3499                 check_slabp(cachep, slabp);
3500
3501                 /* fixup slab chains */
3502                 if (slabp->inuse == 0) {
3503                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3504                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3505                                 /* No need to drop any previously held
3506                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3507                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3508                                  * a different cache, refer to comments before
3509                                  * alloc_slabmgmt.
3510                                  */
3511                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3512                         } else {
3513                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3514                         }
3515                 } else {
3516                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3517                          * partial list on free - maximum time for the
3518                          * other objects to be freed, too.
3519                          */
3520                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3521                 }
3522         }
3523 }
3524
3525 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3526 {
3527         int batchcount;
3528         struct kmem_list3 *l3;
3529         int node = numa_node_id();
3530
3531         batchcount = ac->batchcount;
3532 #if DEBUG
3533         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3534 #endif
3535         check_irq_off();
3536         l3 = cachep->nodelists[node];
3537         spin_lock(&l3->list_lock);
3538         if (l3->shared) {
3539                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3540                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3541                 if (max) {
3542                         if (batchcount > max)
3543                                 batchcount = max;
3544                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3545                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3546                         shared_array->avail += batchcount;
3547                         goto free_done;
3548                 }
3549         }
3550
3551         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3552 free_done:
3553 #if STATS
3554         {
3555                 int i = 0;
3556                 struct list_head *p;
3557
3558                 p = l3->slabs_free.next;
3559                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3560                         struct slab *slabp;
3561
3562                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3563                         BUG_ON(slabp->inuse);
3564
3565                         i++;
3566                         p = p->next;
3567                 }
3568                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3569         }
3570 #endif
3571         spin_unlock(&l3->list_lock);
3572         ac->avail -= batchcount;
3573         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3574 }
3575
3576 /*
3577  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3578  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3579  */
3580 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3581 {
3582         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3583
3584         check_irq_off();
3585         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3586
3587         if (use_alien_caches && cache_free_alien(cachep, objp))
3588                 return;
3589
3590         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3591                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3592                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3593                 return;
3594         } else {
3595                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3596                 cache_flusharray(cachep, ac);
3597                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3598         }
3599 }
3600
3601 /**
3602  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3603  * @cachep: The cache to allocate from.
3604  * @flags: See kmalloc().
3605  *
3606  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3607  * if the cache has no available objects.
3608  */
3609 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3610 {
3611         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3612 }
3613 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3614
3615 /**
3616  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3617  * @cache: The cache to allocate from.
3618  * @flags: See kmalloc().
3619  *
3620  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3621  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3622  */
3623 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3624 {
3625         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3626         if (ret)
3627                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3628         return ret;
3629 }
3630 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3631
3632 /**
3633  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3634  *      be a slab entry.
3635  * @cachep: the cache we're checking against
3636  * @ptr: pointer to validate
3637  *
3638  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3639  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3640  * part of the slab cache in question, but it at least
3641  * validates that the pointer can be dereferenced and
3642  * looks half-way sane.
3643  *
3644  * Currently only used for dentry validation.
3645  */
3646 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3647 {
3648         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3649         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3650         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3651         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3652         struct page *page;
3653
3654         if (unlikely(addr < min_addr))
3655                 goto out;
3656         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3657                 goto out;
3658         if (unlikely(addr & align_mask))
3659                 goto out;
3660         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3661                 goto out;
3662         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3663                 goto out;
3664         page = virt_to_page(ptr);
3665         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3666                 goto out;
3667         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3668                 goto out;
3669         return 1;
3670 out:
3671         return 0;
3672 }
3673
3674 #ifdef CONFIG_NUMA
3675 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3676 {
3677         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3678                         __builtin_return_address(0));
3679 }
3680 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3681
3682 static __always_inline void *
3683 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3684 {
3685         struct kmem_cache *cachep;
3686
3687         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3688         if (unlikely(cachep == NULL))
3689                 return NULL;
3690         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3691 }
3692
3693 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3694 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3695 {
3696         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3697                         __builtin_return_address(0));
3698 }
3699 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3700
3701 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3702                 int node, void *caller)
3703 {
3704         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3705 }
3706 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3707 #else
3708 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3709 {
3710         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3711 }
3712 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3713 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3714 #endif /* CONFIG_NUMA */
3715
3716 /**
3717  * __do_kmalloc - allocate memory
3718  * @size: how many bytes of memory are required.
3719  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3720  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3721  */
3722 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3723                                           void *caller)
3724 {
3725         struct kmem_cache *cachep;
3726
3727         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3728          * __ with kmem_.
3729          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3730          * functions.
3731          */
3732         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3733         if (unlikely(cachep == NULL))
3734                 return NULL;
3735         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3736 }
3737
3738
3739 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3740 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3741 {
3742         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3743 }
3744 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3745
3746 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3747 {
3748         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3749 }
3750 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3751
3752 #else
3753 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3754 {
3755         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3756 }
3757 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3758 #endif
3759
3760 /**
3761  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
3762  * @p: object to reallocate memory for.
3763  * @new_size: how many bytes of memory are required.
3764  * @flags: the type of memory to allocate.
3765  *
3766  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
3767  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
3768  * behaves exactly like kmalloc().  If @size is 0 and @p is not a
3769  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
3770  */
3771 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
3772 {
3773         struct kmem_cache *cache, *new_cache;
3774         void *ret;
3775
3776         if (unlikely(!p))
3777                 return kmalloc_track_caller(new_size, flags);
3778
3779         if (unlikely(!new_size)) {
3780                 kfree(p);
3781                 return NULL;
3782         }
3783
3784         cache = virt_to_cache(p);
3785         new_cache = __find_general_cachep(new_size, flags);
3786
3787         /*
3788          * If new size fits in the current cache, bail out.
3789          */
3790         if (likely(cache == new_cache))
3791                 return (void *)p;
3792
3793         /*
3794          * We are on the slow-path here so do not use __cache_alloc
3795          * because it bloats kernel text.
3796          */
3797         ret = kmalloc_track_caller(new_size, flags);
3798         if (ret) {
3799                 memcpy(ret, p, min(new_size, ksize(p)));
3800                 kfree(p);
3801         }
3802         return ret;
3803 }
3804 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
3805
3806 /**
3807  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3808  * @cachep: The cache the allocation was from.
3809  * @objp: The previously allocated object.
3810  *
3811  * Free an object which was previously allocated from this
3812  * cache.
3813  */
3814 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3815 {
3816         unsigned long flags;
3817
3818         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3819
3820         local_irq_save(flags);
3821         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3822         __cache_free(cachep, objp);
3823         local_irq_restore(flags);
3824 }
3825 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3826
3827 /**
3828  * kfree - free previously allocated memory
3829  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3830  *
3831  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3832  *
3833  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3834  * or you will run into trouble.
3835  */
3836 void kfree(const void *objp)
3837 {
3838         struct kmem_cache *c;
3839         unsigned long flags;
3840
3841         if (unlikely(!objp))
3842                 return;
3843         local_irq_save(flags);
3844         kfree_debugcheck(objp);
3845         c = virt_to_cache(objp);
3846         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3847         __cache_free(c, (void *)objp);
3848         local_irq_restore(flags);
3849 }
3850 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3851
3852 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3853 {
3854         return obj_size(cachep);
3855 }
3856 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3857
3858 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3859 {
3860         return cachep->name;
3861 }
3862 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3863
3864 /*
3865  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3866  */
3867 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3868 {
3869         int node;
3870         struct kmem_list3 *l3;
3871         struct array_cache *new_shared;
3872         struct array_cache **new_alien = NULL;
3873
3874         for_each_online_node(node) {
3875
3876                 if (use_alien_caches) {
3877                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3878                         if (!new_alien)
3879                                 goto fail;
3880                 }
3881
3882                 new_shared = NULL;
3883                 if (cachep->shared) {
3884                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3885                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3886                                         0xbaadf00d);
3887                         if (!new_shared) {
3888                                 free_alien_cache(new_alien);
3889                                 goto fail;
3890                         }
3891                 }
3892
3893                 l3 = cachep->nodelists[node];
3894                 if (l3) {
3895                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3896
3897                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3898
3899                         if (shared)
3900                                 free_block(cachep, shared->entry,
3901                                                 shared->avail, node);
3902
3903                         l3->shared = new_shared;
3904                         if (!l3->alien) {
3905                                 l3->alien = new_alien;
3906                                 new_alien = NULL;
3907                         }
3908                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3909                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3910                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3911                         kfree(shared);
3912                         free_alien_cache(new_alien);
3913                         continue;
3914                 }
3915                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3916                 if (!l3) {
3917                         free_alien_cache(new_alien);
3918                         kfree(new_shared);
3919                         goto fail;
3920                 }
3921
3922                 kmem_list3_init(l3);
3923                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3924                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3925                 l3->shared = new_shared;
3926                 l3->alien = new_alien;
3927                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3928                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3929                 cachep->nodelists[node] = l3;
3930         }
3931         return 0;
3932
3933 fail:
3934         if (!cachep->next.next) {
3935                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3936                 node--;
3937                 while (node >= 0) {
3938                         if (cachep->nodelists[node]) {
3939                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3940
3941                                 kfree(l3->shared);
3942                                 free_alien_cache(l3->alien);
3943                                 kfree(l3);
3944                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3945                         }
3946                         node--;
3947                 }
3948         }
3949         return -ENOMEM;
3950 }
3951
3952 struct ccupdate_struct {
3953         struct kmem_cache *cachep;
3954         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3955 };
3956
3957 static void do_ccupdate_local(void *info)
3958 {
3959         struct ccupdate_struct *new = info;
3960         struct array_cache *old;
3961
3962         check_irq_off();
3963         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3964
3965         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3966         new->new[smp_processor_id()] = old;
3967 }
3968
3969 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3970 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3971                                 int batchcount, int shared)
3972 {
3973         struct ccupdate_struct *new;
3974         int i;
3975
3976         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3977         if (!new)
3978                 return -ENOMEM;
3979
3980         for_each_online_cpu(i) {
3981                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3982                                                 batchcount);
3983                 if (!new->new[i]) {
3984                         for (i--; i >= 0; i--)
3985                                 kfree(new->new[i]);
3986                         kfree(new);
3987                         return -ENOMEM;
3988                 }
3989         }
3990         new->cachep = cachep;
3991
3992         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3993
3994         check_irq_on();
3995         cachep->batchcount = batchcount;
3996         cachep->limit = limit;
3997         cachep->shared = shared;
3998
3999         for_each_online_cpu(i) {
4000                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
4001                 if (!ccold)
4002                         continue;
4003                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
4004                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
4005                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
4006                 kfree(ccold);
4007         }
4008         kfree(new);
4009         return alloc_kmemlist(cachep);
4010 }
4011
4012 /* Called with cache_chain_mutex held always */
4013 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
4014 {
4015         int err;
4016         int limit, shared;
4017
4018         /*
4019          * The head array serves three purposes:
4020          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4021          * - reduce the number of spinlock operations.
4022          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4023          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4024          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4025          * Bonwick.
4026          */
4027         if (cachep->buffer_size > 131072)
4028                 limit = 1;
4029         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
4030                 limit = 8;
4031         else if (cachep->buffer_size > 1024)
4032                 limit = 24;
4033         else if (cachep->buffer_size > 256)
4034                 limit = 54;
4035         else
4036                 limit = 120;
4037
4038         /*
4039          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4040          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4041          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4042          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4043          * replaces Bonwick's magazine layer.
4044          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4045          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4046          */
4047         shared = 0;
4048         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4049                 shared = 8;
4050
4051 #if DEBUG
4052         /*
4053          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4054          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4055          */
4056         if (limit > 32)
4057                 limit = 32;
4058 #endif
4059         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
4060         if (err)
4061                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4062                        cachep->name, -err);
4063         return err;
4064 }
4065
4066 /*
4067  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4068  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4069  * if drain_array() is used on the shared array.
4070  */
4071 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4072                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4073 {
4074         int tofree;
4075
4076         if (!ac || !ac->avail)
4077                 return;
4078         if (ac->touched && !force) {
4079                 ac->touched = 0;
4080         } else {
4081                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4082                 if (ac->avail) {
4083                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4084                         if (tofree > ac->avail)
4085                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4086                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4087                         ac->avail -= tofree;
4088                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4089                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4090                 }
4091                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4092         }
4093 }
4094
4095 /**
4096  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4097  * @w: work descriptor
4098  *
4099  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4100  * Purpose:
4101  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4102  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4103  *
4104  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4105  * again on the next iteration.
4106  */
4107 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4108 {
4109         struct kmem_cache *searchp;
4110         struct kmem_list3 *l3;
4111         int node = numa_node_id();
4112         struct delayed_work *work =
4113                 container_of(w, struct delayed_work, work);
4114
4115         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4116                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4117                 goto out;
4118
4119         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4120                 check_irq_on();
4121
4122                 /*
4123                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4124                  * have established with reasonable certainty that
4125                  * we can do some work if the lock was obtained.
4126                  */
4127                 l3 = searchp->nodelists[node];
4128
4129                 reap_alien(searchp, l3);
4130
4131                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4132
4133                 /*
4134                  * These are racy checks but it does not matter
4135                  * if we skip one check or scan twice.
4136                  */
4137                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4138                         goto next;
4139
4140                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4141
4142                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4143
4144                 if (l3->free_touched)
4145                         l3->free_touched = 0;
4146                 else {
4147                         int freed;
4148
4149                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4150                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4151                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4152                 }
4153 next:
4154                 cond_resched();
4155         }
4156         check_irq_on();
4157         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4158         next_reap_node();
4159         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
4160 out:
4161         /* Set up the next iteration */
4162         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4163 }
4164
4165 #ifdef CONFIG_PROC_FS
4166
4167 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4168 {
4169         /*
4170          * Output format version, so at least we can change it
4171          * without _too_ many complaints.
4172          */
4173 #if STATS
4174         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4175 #else
4176         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4177 #endif
4178         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4179                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4180         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4181         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4182 #if STATS
4183         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4184                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4185         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4186 #endif
4187         seq_putc(m, '\n');
4188 }
4189
4190 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4191 {
4192         loff_t n = *pos;
4193         struct list_head *p;
4194
4195         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4196         if (!n)
4197                 print_slabinfo_header(m);
4198         p = cache_chain.next;
4199         while (n--) {
4200                 p = p->next;
4201                 if (p == &cache_chain)
4202                         return NULL;
4203         }
4204         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4205 }
4206
4207 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4208 {
4209         struct kmem_cache *cachep = p;
4210         ++*pos;
4211         return cachep->next.next == &cache_chain ?
4212                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
4213 }
4214
4215 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4216 {
4217         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4218 }
4219
4220 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4221 {
4222         struct kmem_cache *cachep = p;
4223         struct slab *slabp;
4224         unsigned long active_objs;
4225         unsigned long num_objs;
4226         unsigned long active_slabs = 0;
4227         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4228         const char *name;
4229         char *error = NULL;
4230         int node;
4231         struct kmem_list3 *l3;
4232
4233         active_objs = 0;
4234         num_slabs = 0;
4235         for_each_online_node(node) {
4236                 l3 = cachep->nodelists[node];
4237                 if (!l3)
4238                         continue;
4239
4240                 check_irq_on();
4241                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4242
4243                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4244                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4245                                 error = "slabs_full accounting error";
4246                         active_objs += cachep->num;
4247                         active_slabs++;
4248                 }
4249                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4250                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4251                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4252                         if (!slabp->inuse && !error)
4253                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4254                         active_objs += slabp->inuse;
4255                         active_slabs++;
4256                 }
4257                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4258                         if (slabp->inuse && !error)
4259                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4260                         num_slabs++;
4261                 }
4262                 free_objects += l3->free_objects;
4263                 if (l3->shared)
4264                         shared_avail += l3->shared->avail;
4265
4266                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4267         }
4268         num_slabs += active_slabs;
4269         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4270         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4271                 error = "free_objects accounting error";
4272
4273         name = cachep->name;
4274         if (error)
4275                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4276
4277         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4278                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4279                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4280         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4281                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4282         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4283                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4284 #if STATS
4285         {                       /* list3 stats */
4286                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4287                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4288                 unsigned long grown = cachep->grown;
4289                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4290                 unsigned long errors = cachep->errors;
4291                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4292                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4293                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4294                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4295
4296                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4297                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4298                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4299                                 node_frees, overflows);
4300         }
4301         /* cpu stats */
4302         {
4303                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4304                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4305                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4306                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4307
4308                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4309                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4310         }
4311 #endif
4312         seq_putc(m, '\n');
4313         return 0;
4314 }
4315
4316 /*
4317  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4318  *
4319  * Output layout:
4320  * cache-name
4321  * num-active-objs
4322  * total-objs
4323  * object size
4324  * num-active-slabs
4325  * total-slabs
4326  * num-pages-per-slab
4327  * + further values on SMP and with statistics enabled
4328  */
4329
4330 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4331         .start = s_start,
4332         .next = s_next,
4333         .stop = s_stop,
4334         .show = s_show,
4335 };
4336
4337 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4338 /**
4339  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4340  * @file: unused
4341  * @buffer: user buffer
4342  * @count: data length
4343  * @ppos: unused
4344  */
4345 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4346                        size_t count, loff_t *ppos)
4347 {
4348         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4349         int limit, batchcount, shared, res;
4350         struct kmem_cache *cachep;
4351
4352         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4353                 return -EINVAL;
4354         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4355                 return -EFAULT;
4356         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4357
4358         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4359         if (!tmp)
4360                 return -EINVAL;
4361         *tmp = '\0';
4362         tmp++;
4363         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4364                 return -EINVAL;
4365
4366         /* Find the cache in the chain of caches. */
4367         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4368         res = -EINVAL;
4369         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4370                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4371                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4372                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4373                                 res = 0;
4374                         } else {
4375                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4376                                                        batchcount, shared);
4377                         }
4378                         break;
4379                 }
4380         }
4381         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4382         if (res >= 0)
4383                 res = count;
4384         return res;
4385 }
4386
4387 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4388
4389 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4390 {
4391         loff_t n = *pos;
4392         struct list_head *p;
4393
4394         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4395         p = cache_chain.next;
4396         while (n--) {
4397                 p = p->next;
4398                 if (p == &cache_chain)
4399                         return NULL;
4400         }
4401         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4402 }
4403
4404 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4405 {
4406         unsigned long *p;
4407         int l;
4408         if (!v)
4409                 return 1;
4410         l = n[1];
4411         p = n + 2;
4412         while (l) {
4413                 int i = l/2;
4414                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4415                 if (*q == v) {
4416                         q[1]++;
4417                         return 1;
4418                 }
4419                 if (*q > v) {
4420                         l = i;
4421                 } else {
4422                         p = q + 2;
4423                         l -= i + 1;
4424                 }
4425         }
4426         if (++n[1] == n[0])
4427                 return 0;
4428         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4429         p[0] = v;
4430         p[1] = 1;
4431         return 1;
4432 }
4433
4434 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4435 {
4436         void *p;
4437         int i;
4438         if (n[0] == n[1])
4439                 return;
4440         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4441                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4442                         continue;
4443                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4444                         return;
4445         }
4446 }
4447
4448 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4449 {
4450 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4451         unsigned long offset, size;
4452         char modname[MODULE_NAME_LEN + 1], name[KSYM_NAME_LEN + 1];
4453
4454         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4455                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4456                 if (modname[0])
4457                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4458                 return;
4459         }
4460 #endif
4461         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4462 }
4463
4464 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4465 {
4466         struct kmem_cache *cachep = p;
4467         struct slab *slabp;
4468         struct kmem_list3 *l3;
4469         const char *name;
4470         unsigned long *n = m->private;
4471         int node;
4472         int i;
4473
4474         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4475                 return 0;
4476         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4477                 return 0;
4478
4479         /* OK, we can do it */
4480
4481         n[1] = 0;
4482
4483         for_each_online_node(node) {
4484                 l3 = cachep->nodelists[node];
4485                 if (!l3)
4486                         continue;
4487
4488                 check_irq_on();
4489                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4490
4491                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4492                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4493                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4494                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4495                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4496         }
4497         name = cachep->name;
4498         if (n[0] == n[1]) {
4499                 /* Increase the buffer size */
4500                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4501                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4502                 if (!m->private) {
4503                         /* Too bad, we are really out */
4504                         m->private = n;
4505                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4506                         return -ENOMEM;
4507                 }
4508                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4509                 kfree(n);
4510                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4511                 /* Now make sure this entry will be retried */
4512                 m->count = m->size;
4513                 return 0;
4514         }
4515         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4516                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4517                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4518                 seq_putc(m, '\n');
4519         }
4520
4521         return 0;
4522 }
4523
4524 const struct seq_operations slabstats_op = {
4525         .start = leaks_start,
4526         .next = s_next,
4527         .stop = s_stop,
4528         .show = leaks_show,
4529 };
4530 #endif
4531 #endif
4532
4533 /**
4534  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4535  * @objp: Pointer to the object
4536  *
4537  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4538  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4539  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4540  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4541  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4542  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4543  * must not be freed during the duration of the call.
4544  */
4545 size_t ksize(const void *objp)
4546 {
4547         if (unlikely(objp == NULL))
4548                 return 0;
4549
4550         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4551 }