slab: use CPU_LOCK_[ACQUIRE|RELEASE]
[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                 /*
1194                  * We need to do this right in the beginning since
1195                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1196                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1197                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1198                  */
1199
1200                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1201                         /*
1202                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1203                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1204                          * node has not already allocated this
1205                          */
1206                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1207                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1208                                 if (!l3)
1209                                         goto bad;
1210                                 kmem_list3_init(l3);
1211                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1212                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1213
1214                                 /*
1215                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1216                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1217                                  * protection here.
1218                                  */
1219                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1220                         }
1221
1222                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1223                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1224                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1225                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1226                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1227                 }
1228
1229                 /*
1230                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1231                  * array caches
1232                  */
1233                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1234                         struct array_cache *nc;
1235                         struct array_cache *shared = NULL;
1236                         struct array_cache **alien = NULL;
1237
1238                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1239                                                 cachep->batchcount);
1240                         if (!nc)
1241                                 goto bad;
1242                         if (cachep->shared) {
1243                                 shared = alloc_arraycache(node,
1244                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1245                                         0xbaadf00d);
1246                                 if (!shared)
1247                                         goto bad;
1248                         }
1249                         if (use_alien_caches) {
1250                                 alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1251                                 if (!alien)
1252                                         goto bad;
1253                         }
1254                         cachep->array[cpu] = nc;
1255                         l3 = cachep->nodelists[node];
1256                         BUG_ON(!l3);
1257
1258                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1259                         if (!l3->shared) {
1260                                 /*
1261                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1262                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1263                                  */
1264                                 l3->shared = shared;
1265                                 shared = NULL;
1266                         }
1267 #ifdef CONFIG_NUMA
1268                         if (!l3->alien) {
1269                                 l3->alien = alien;
1270                                 alien = NULL;
1271                         }
1272 #endif
1273                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1274                         kfree(shared);
1275                         free_alien_cache(alien);
1276                 }
1277                 break;
1278         case CPU_ONLINE:
1279                 start_cpu_timer(cpu);
1280                 break;
1281 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1282         case CPU_DEAD:
1283                 /*
1284                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1285                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1286                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1287                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1288                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1289                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1290                  */
1291                 /* fall thru */
1292 #endif
1293         case CPU_UP_CANCELED:
1294                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1295                         struct array_cache *nc;
1296                         struct array_cache *shared;
1297                         struct array_cache **alien;
1298                         cpumask_t mask;
1299
1300                         mask = node_to_cpumask(node);
1301                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1302                         nc = cachep->array[cpu];
1303                         cachep->array[cpu] = NULL;
1304                         l3 = cachep->nodelists[node];
1305
1306                         if (!l3)
1307                                 goto free_array_cache;
1308
1309                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1310
1311                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1312                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1313                         if (nc)
1314                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1315
1316                         if (!cpus_empty(mask)) {
1317                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1318                                 goto free_array_cache;
1319                         }
1320
1321                         shared = l3->shared;
1322                         if (shared) {
1323                                 free_block(cachep, shared->entry,
1324                                            shared->avail, node);
1325                                 l3->shared = NULL;
1326                         }
1327
1328                         alien = l3->alien;
1329                         l3->alien = NULL;
1330
1331                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1332
1333                         kfree(shared);
1334                         if (alien) {
1335                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1336                                 free_alien_cache(alien);
1337                         }
1338 free_array_cache:
1339                         kfree(nc);
1340                 }
1341                 /*
1342                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1343                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1344                  * shrink each nodelist to its limit.
1345                  */
1346                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1347                         l3 = cachep->nodelists[node];
1348                         if (!l3)
1349                                 continue;
1350                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1351                 }
1352                 break;
1353         case CPU_LOCK_RELEASE:
1354                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1355                 break;
1356         }
1357         return NOTIFY_OK;
1358 bad:
1359         return NOTIFY_BAD;
1360 }
1361
1362 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1363         &cpuup_callback, NULL, 0
1364 };
1365
1366 /*
1367  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1368  */
1369 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1370                         int nodeid)
1371 {
1372         struct kmem_list3 *ptr;
1373
1374         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1375         BUG_ON(!ptr);
1376
1377         local_irq_disable();
1378         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1379         /*
1380          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1381          */
1382         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1383
1384         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1385         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1386         local_irq_enable();
1387 }
1388
1389 /*
1390  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1391  * before smp_init().
1392  */
1393 void __init kmem_cache_init(void)
1394 {
1395         size_t left_over;
1396         struct cache_sizes *sizes;
1397         struct cache_names *names;
1398         int i;
1399         int order;
1400         int node;
1401
1402         if (num_possible_nodes() == 1)
1403                 use_alien_caches = 0;
1404
1405         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1406                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1407                 if (i < MAX_NUMNODES)
1408                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1409         }
1410
1411         /*
1412          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1413          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1414          */
1415         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1416                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1417
1418         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1419          * from caches that do not exist yet:
1420          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1421          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1422          *    cache_cache is statically allocated.
1423          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1424          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1425          *    array at the end of the bootstrap.
1426          * 2) Create the first kmalloc cache.
1427          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1428          *    An __init data area is used for the head array.
1429          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1430          *    head arrays.
1431          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1432          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1433          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1434          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1435          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1436          */
1437
1438         node = numa_node_id();
1439
1440         /* 1) create the cache_cache */
1441         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1442         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1443         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1444         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1445         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1446
1447         /*
1448          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1449          * can be less than MAX_NUMNODES.
1450          */
1451         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1452                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1453 #if DEBUG
1454         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1455 #endif
1456         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1457                                         cache_line_size());
1458         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1459                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1460
1461         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1462                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1463                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1464                 if (cache_cache.num)
1465                         break;
1466         }
1467         BUG_ON(!cache_cache.num);
1468         cache_cache.gfporder = order;
1469         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1470         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1471                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1472
1473         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1474         sizes = malloc_sizes;
1475         names = cache_names;
1476
1477         /*
1478          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1479          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1480          * bug.
1481          */
1482
1483         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1484                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1485                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1486                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1487                                         NULL, NULL);
1488
1489         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1490                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1491                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1492                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1493                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1494                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1495                                 NULL, NULL);
1496         }
1497
1498         slab_early_init = 0;
1499
1500         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1501                 /*
1502                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1503                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1504                  * eliminates "false sharing".
1505                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1506                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1507                  */
1508                 if (!sizes->cs_cachep) {
1509                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1510                                         sizes->cs_size,
1511                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1512                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1513                                         NULL, NULL);
1514                 }
1515 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1516                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1517                                         names->name_dma,
1518                                         sizes->cs_size,
1519                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1520                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1521                                                 SLAB_PANIC,
1522                                         NULL, NULL);
1523 #endif
1524                 sizes++;
1525                 names++;
1526         }
1527         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1528         {
1529                 struct array_cache *ptr;
1530
1531                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1532
1533                 local_irq_disable();
1534                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1535                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1536                        sizeof(struct arraycache_init));
1537                 /*
1538                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1539                  */
1540                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1541
1542                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1543                 local_irq_enable();
1544
1545                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1546
1547                 local_irq_disable();
1548                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1549                        != &initarray_generic.cache);
1550                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1551                        sizeof(struct arraycache_init));
1552                 /*
1553                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1554                  */
1555                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1556
1557                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1558                     ptr;
1559                 local_irq_enable();
1560         }
1561         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1562         {
1563                 int nid;
1564
1565                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1566                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE], node);
1567
1568                 for_each_online_node(nid) {
1569                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1570                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1571
1572                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1573                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1574                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1575                         }
1576                 }
1577         }
1578
1579         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1580         {
1581                 struct kmem_cache *cachep;
1582                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1583                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1584                         if (enable_cpucache(cachep))
1585                                 BUG();
1586                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1587         }
1588
1589         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1590         init_lock_keys();
1591
1592
1593         /* Done! */
1594         g_cpucache_up = FULL;
1595
1596         /*
1597          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1598          * cpu_cache_get for all new cpus
1599          */
1600         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1601
1602         /*
1603          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1604          * of the kernel is not yet operational.
1605          */
1606 }
1607
1608 static int __init cpucache_init(void)
1609 {
1610         int cpu;
1611
1612         /*
1613          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1614          */
1615         for_each_online_cpu(cpu)
1616                 start_cpu_timer(cpu);
1617         return 0;
1618 }
1619 __initcall(cpucache_init);
1620
1621 /*
1622  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1623  *
1624  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1625  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1626  * would be relatively rare and ignorable.
1627  */
1628 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1629 {
1630         struct page *page;
1631         int nr_pages;
1632         int i;
1633
1634 #ifndef CONFIG_MMU
1635         /*
1636          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1637          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1638          */
1639         flags |= __GFP_COMP;
1640 #endif
1641
1642         flags |= cachep->gfpflags;
1643
1644         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1645         if (!page)
1646                 return NULL;
1647
1648         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1649         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1650                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1651                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1652         else
1653                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1654                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1655         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1656                 __SetPageSlab(page + i);
1657         return page_address(page);
1658 }
1659
1660 /*
1661  * Interface to system's page release.
1662  */
1663 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1664 {
1665         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1666         struct page *page = virt_to_page(addr);
1667         const unsigned long nr_freed = i;
1668
1669         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1670                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1671                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1672         else
1673                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1674                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1675         while (i--) {
1676                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1677                 __ClearPageSlab(page);
1678                 page++;
1679         }
1680         if (current->reclaim_state)
1681                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1682         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1683 }
1684
1685 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1686 {
1687         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1688         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1689
1690         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1691         if (OFF_SLAB(cachep))
1692                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1693 }
1694
1695 #if DEBUG
1696
1697 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1698 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1699                             unsigned long caller)
1700 {
1701         int size = obj_size(cachep);
1702
1703         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1704
1705         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1706                 return;
1707
1708         *addr++ = 0x12345678;
1709         *addr++ = caller;
1710         *addr++ = smp_processor_id();
1711         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1712         {
1713                 unsigned long *sptr = &caller;
1714                 unsigned long svalue;
1715
1716                 while (!kstack_end(sptr)) {
1717                         svalue = *sptr++;
1718                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1719                                 *addr++ = svalue;
1720                                 size -= sizeof(unsigned long);
1721                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1722                                         break;
1723                         }
1724                 }
1725
1726         }
1727         *addr++ = 0x87654321;
1728 }
1729 #endif
1730
1731 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1732 {
1733         int size = obj_size(cachep);
1734         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1735
1736         memset(addr, val, size);
1737         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1738 }
1739
1740 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1741 {
1742         int i;
1743         unsigned char error = 0;
1744         int bad_count = 0;
1745
1746         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1747         for (i = 0; i < limit; i++) {
1748                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1749                         error = data[offset + i];
1750                         bad_count++;
1751                 }
1752                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1753         }
1754         printk("\n");
1755
1756         if (bad_count == 1) {
1757                 error ^= POISON_FREE;
1758                 if (!(error & (error - 1))) {
1759                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1760                                         "bad RAM.\n");
1761 #ifdef CONFIG_X86
1762                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1763                                         "test tool.\n");
1764 #else
1765                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1766 #endif
1767                 }
1768         }
1769 }
1770 #endif
1771
1772 #if DEBUG
1773
1774 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1775 {
1776         int i, size;
1777         char *realobj;
1778
1779         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1780                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1781                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1782                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1783         }
1784
1785         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1786                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1787                         *dbg_userword(cachep, objp));
1788                 print_symbol("(%s)",
1789                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1790                 printk("\n");
1791         }
1792         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1793         size = obj_size(cachep);
1794         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1795                 int limit;
1796                 limit = 16;
1797                 if (i + limit > size)
1798                         limit = size - i;
1799                 dump_line(realobj, i, limit);
1800         }
1801 }
1802
1803 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1804 {
1805         char *realobj;
1806         int size, i;
1807         int lines = 0;
1808
1809         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1810         size = obj_size(cachep);
1811
1812         for (i = 0; i < size; i++) {
1813                 char exp = POISON_FREE;
1814                 if (i == size - 1)
1815                         exp = POISON_END;
1816                 if (realobj[i] != exp) {
1817                         int limit;
1818                         /* Mismatch ! */
1819                         /* Print header */
1820                         if (lines == 0) {
1821                                 printk(KERN_ERR
1822                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1823                                         cachep->name, realobj, size);
1824                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1825                         }
1826                         /* Hexdump the affected line */
1827                         i = (i / 16) * 16;
1828                         limit = 16;
1829                         if (i + limit > size)
1830                                 limit = size - i;
1831                         dump_line(realobj, i, limit);
1832                         i += 16;
1833                         lines++;
1834                         /* Limit to 5 lines */
1835                         if (lines > 5)
1836                                 break;
1837                 }
1838         }
1839         if (lines != 0) {
1840                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1841                  * exist:
1842                  */
1843                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1844                 unsigned int objnr;
1845
1846                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1847                 if (objnr) {
1848                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1849                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1850                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1851                                realobj, size);
1852                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1853                 }
1854                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1855                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1856                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1857                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1858                                realobj, size);
1859                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1860                 }
1861         }
1862 }
1863 #endif
1864
1865 #if DEBUG
1866 /**
1867  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1868  * @cachep: cache pointer being destroyed
1869  * @slabp: slab pointer being destroyed
1870  *
1871  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1872  * destroyed.
1873  */
1874 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1875 {
1876         int i;
1877         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1878                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1879
1880                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1881 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1882                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1883                                         OFF_SLAB(cachep))
1884                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1885                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1886                         else
1887                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1888 #else
1889                         check_poison_obj(cachep, objp);
1890 #endif
1891                 }
1892                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1893                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1894                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1895                                            "was overwritten");
1896                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1897                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1898                                            "was overwritten");
1899                 }
1900                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1901                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1902         }
1903 }
1904 #else
1905 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1906 {
1907         if (cachep->dtor) {
1908                 int i;
1909                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1910                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1911                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1912                 }
1913         }
1914 }
1915 #endif
1916
1917 /**
1918  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1919  * @cachep: cache pointer being destroyed
1920  * @slabp: slab pointer being destroyed
1921  *
1922  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1923  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1924  * cache-lock is not held/needed.
1925  */
1926 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1927 {
1928         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1929
1930         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1931         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1932                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1933
1934                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1935                 slab_rcu->cachep = cachep;
1936                 slab_rcu->addr = addr;
1937                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1938         } else {
1939                 kmem_freepages(cachep, addr);
1940                 if (OFF_SLAB(cachep))
1941                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1942         }
1943 }
1944
1945 /*
1946  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1947  * size of kmem_list3.
1948  */
1949 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1950 {
1951         int node;
1952
1953         for_each_online_node(node) {
1954                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1955                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1956                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1957                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1958         }
1959 }
1960
1961 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1962 {
1963         int i;
1964         struct kmem_list3 *l3;
1965
1966         for_each_online_cpu(i)
1967             kfree(cachep->array[i]);
1968
1969         /* NUMA: free the list3 structures */
1970         for_each_online_node(i) {
1971                 l3 = cachep->nodelists[i];
1972                 if (l3) {
1973                         kfree(l3->shared);
1974                         free_alien_cache(l3->alien);
1975                         kfree(l3);
1976                 }
1977         }
1978         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1979 }
1980
1981
1982 /**
1983  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1984  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1985  * @size: size of objects to be created in this cache.
1986  * @align: required alignment for the objects.
1987  * @flags: slab allocation flags
1988  *
1989  * Also calculates the number of objects per slab.
1990  *
1991  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1992  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1993  * towards high-order requests, this should be changed.
1994  */
1995 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1996                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1997 {
1998         unsigned long offslab_limit;
1999         size_t left_over = 0;
2000         int gfporder;
2001
2002         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
2003                 unsigned int num;
2004                 size_t remainder;
2005
2006                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2007                 if (!num)
2008                         continue;
2009
2010                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2011                         /*
2012                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2013                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2014                          * looping condition in cache_grow().
2015                          */
2016                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2017                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2018
2019                         if (num > offslab_limit)
2020                                 break;
2021                 }
2022
2023                 /* Found something acceptable - save it away */
2024                 cachep->num = num;
2025                 cachep->gfporder = gfporder;
2026                 left_over = remainder;
2027
2028                 /*
2029                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2030                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2031                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2032                  */
2033                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2034                         break;
2035
2036                 /*
2037                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2038                  * currently bad for the gfp()s.
2039                  */
2040                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2041                         break;
2042
2043                 /*
2044                  * Acceptable internal fragmentation?
2045                  */
2046                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2047                         break;
2048         }
2049         return left_over;
2050 }
2051
2052 static int setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2053 {
2054         if (g_cpucache_up == FULL)
2055                 return enable_cpucache(cachep);
2056
2057         if (g_cpucache_up == NONE) {
2058                 /*
2059                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2060                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2061                  * further caches will BUG().
2062                  */
2063                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2064
2065                 /*
2066                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2067                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2068                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2069                  */
2070                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2071                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2072                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2073                 else
2074                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2075         } else {
2076                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2077                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2078
2079                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2080                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2081                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2082                 } else {
2083                         int node;
2084                         for_each_online_node(node) {
2085                                 cachep->nodelists[node] =
2086                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2087                                                 GFP_KERNEL, node);
2088                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2089                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2090                         }
2091                 }
2092         }
2093         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2094                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2095                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2096
2097         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2098         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2099         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2100         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2101         cachep->batchcount = 1;
2102         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2103         return 0;
2104 }
2105
2106 /**
2107  * kmem_cache_create - Create a cache.
2108  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2109  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2110  * @align: The required alignment for the objects.
2111  * @flags: SLAB flags
2112  * @ctor: A constructor for the objects.
2113  * @dtor: A destructor for the objects.
2114  *
2115  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2116  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2117  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2118  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2119  *
2120  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2121  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2122  *
2123  * The flags are
2124  *
2125  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2126  * to catch references to uninitialised memory.
2127  *
2128  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2129  * for buffer overruns.
2130  *
2131  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2132  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2133  * as davem.
2134  */
2135 struct kmem_cache *
2136 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2137         unsigned long flags,
2138         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2139         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2140 {
2141         size_t left_over, slab_size, ralign;
2142         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2143
2144         /*
2145          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2146          */
2147         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2148             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
2149                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2150                                 name);
2151                 BUG();
2152         }
2153
2154         /*
2155          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2156          * cpu_online_map as well.  Please see cpuup_callback
2157          */
2158         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2159
2160         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2161                 char tmp;
2162                 int res;
2163
2164                 /*
2165                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2166                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2167                  * area of the module.  Print a warning.
2168                  */
2169                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2170                 if (res) {
2171                         printk(KERN_ERR
2172                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2173                                pc->buffer_size);
2174                         continue;
2175                 }
2176
2177                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2178                         printk(KERN_ERR
2179                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2180                         dump_stack();
2181                         goto oops;
2182                 }
2183         }
2184
2185 #if DEBUG
2186         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2187 #if FORCED_DEBUG
2188         /*
2189          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2190          * large objects, if the increased size would increase the object size
2191          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2192          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2193          */
2194         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2195                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2196         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2197                 flags |= SLAB_POISON;
2198 #endif
2199         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2200                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2201 #endif
2202         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2203                 BUG_ON(dtor);
2204
2205         /*
2206          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2207          * isn't available.
2208          */
2209         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2210
2211         /*
2212          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2213          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2214          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2215          */
2216         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2217                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2218                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2219         }
2220
2221         /* calculate the final buffer alignment: */
2222
2223         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2224         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2225                 /*
2226                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2227                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2228                  * one cacheline.
2229                  */
2230                 ralign = cache_line_size();
2231                 while (size <= ralign / 2)
2232                         ralign /= 2;
2233         } else {
2234                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2235         }
2236
2237         /*
2238          * Redzoning and user store require word alignment. Note this will be
2239          * overridden by architecture or caller mandated alignment if either
2240          * is greater than BYTES_PER_WORD.
2241          */
2242         if (flags & SLAB_RED_ZONE || flags & SLAB_STORE_USER)
2243                 ralign = __alignof__(unsigned long long);
2244
2245         /* 2) arch mandated alignment */
2246         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2247                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2248         }
2249         /* 3) caller mandated alignment */
2250         if (ralign < align) {
2251                 ralign = align;
2252         }
2253         /* disable debug if necessary */
2254         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2255                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2256         /*
2257          * 4) Store it.
2258          */
2259         align = ralign;
2260
2261         /* Get cache's description obj. */
2262         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, GFP_KERNEL);
2263         if (!cachep)
2264                 goto oops;
2265
2266 #if DEBUG
2267         cachep->obj_size = size;
2268
2269         /*
2270          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2271          * into align above.
2272          */
2273         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2274                 /* add space for red zone words */
2275                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2276                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2277         }
2278         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2279                 /* user store requires one word storage behind the end of
2280                  * the real object.
2281                  */
2282                 size += BYTES_PER_WORD;
2283         }
2284 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2285         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2286             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2287                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2288                 size = PAGE_SIZE;
2289         }
2290 #endif
2291 #endif
2292
2293         /*
2294          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2295          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2296          * it too early on.)
2297          */
2298         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2299                 /*
2300                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2301                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2302                  */
2303                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2304
2305         size = ALIGN(size, align);
2306
2307         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2308
2309         if (!cachep->num) {
2310                 printk(KERN_ERR
2311                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2312                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2313                 cachep = NULL;
2314                 goto oops;
2315         }
2316         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2317                           + sizeof(struct slab), align);
2318
2319         /*
2320          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2321          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2322          */
2323         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2324                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2325                 left_over -= slab_size;
2326         }
2327
2328         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2329                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2330                 slab_size =
2331                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2332         }
2333
2334         cachep->colour_off = cache_line_size();
2335         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2336         if (cachep->colour_off < align)
2337                 cachep->colour_off = align;
2338         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2339         cachep->slab_size = slab_size;
2340         cachep->flags = flags;
2341         cachep->gfpflags = 0;
2342         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2343                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2344         cachep->buffer_size = size;
2345         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2346
2347         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2348                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2349                 /*
2350                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2351                  * But since we go off slab only for object size greater than
2352                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2353                  * this should not happen at all.
2354                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2355                  */
2356                 BUG_ON(!cachep->slabp_cache);
2357         }
2358         cachep->ctor = ctor;
2359         cachep->dtor = dtor;
2360         cachep->name = name;
2361
2362         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2363                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2364                 cachep = NULL;
2365                 goto oops;
2366         }
2367
2368         /* cache setup completed, link it into the list */
2369         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2370 oops:
2371         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2372                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2373                       name);
2374         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2375         return cachep;
2376 }
2377 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2378
2379 #if DEBUG
2380 static void check_irq_off(void)
2381 {
2382         BUG_ON(!irqs_disabled());
2383 }
2384
2385 static void check_irq_on(void)
2386 {
2387         BUG_ON(irqs_disabled());
2388 }
2389
2390 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2391 {
2392 #ifdef CONFIG_SMP
2393         check_irq_off();
2394         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2395 #endif
2396 }
2397
2398 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2399 {
2400 #ifdef CONFIG_SMP
2401         check_irq_off();
2402         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2403 #endif
2404 }
2405
2406 #else
2407 #define check_irq_off() do { } while(0)
2408 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2409 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2410 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2411 #endif
2412
2413 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2414                         struct array_cache *ac,
2415                         int force, int node);
2416
2417 static void do_drain(void *arg)
2418 {
2419         struct kmem_cache *cachep = arg;
2420         struct array_cache *ac;
2421         int node = numa_node_id();
2422
2423         check_irq_off();
2424         ac = cpu_cache_get(cachep);
2425         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2426         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2427         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2428         ac->avail = 0;
2429 }
2430
2431 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2432 {
2433         struct kmem_list3 *l3;
2434         int node;
2435
2436         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2437         check_irq_on();
2438         for_each_online_node(node) {
2439                 l3 = cachep->nodelists[node];
2440                 if (l3 && l3->alien)
2441                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2442         }
2443
2444         for_each_online_node(node) {
2445                 l3 = cachep->nodelists[node];
2446                 if (l3)
2447                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2448         }
2449 }
2450
2451 /*
2452  * Remove slabs from the list of free slabs.
2453  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2454  *
2455  * Returns the actual number of slabs released.
2456  */
2457 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2458                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2459 {
2460         struct list_head *p;
2461         int nr_freed;
2462         struct slab *slabp;
2463
2464         nr_freed = 0;
2465         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2466
2467                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2468                 p = l3->slabs_free.prev;
2469                 if (p == &l3->slabs_free) {
2470                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2471                         goto out;
2472                 }
2473
2474                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2475 #if DEBUG
2476                 BUG_ON(slabp->inuse);
2477 #endif
2478                 list_del(&slabp->list);
2479                 /*
2480                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2481                  * to the cache.
2482                  */
2483                 l3->free_objects -= cache->num;
2484                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2485                 slab_destroy(cache, slabp);
2486                 nr_freed++;
2487         }
2488 out:
2489         return nr_freed;
2490 }
2491
2492 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2493 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2494 {
2495         int ret = 0, i = 0;
2496         struct kmem_list3 *l3;
2497
2498         drain_cpu_caches(cachep);
2499
2500         check_irq_on();
2501         for_each_online_node(i) {
2502                 l3 = cachep->nodelists[i];
2503                 if (!l3)
2504                         continue;
2505
2506                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2507
2508                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2509                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2510         }
2511         return (ret ? 1 : 0);
2512 }
2513
2514 /**
2515  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2516  * @cachep: The cache to shrink.
2517  *
2518  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2519  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2520  */
2521 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2522 {
2523         int ret;
2524         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2525
2526         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2527         ret = __cache_shrink(cachep);
2528         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2529         return ret;
2530 }
2531 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2532
2533 /**
2534  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2535  * @cachep: the cache to destroy
2536  *
2537  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2538  *
2539  * It is expected this function will be called by a module when it is
2540  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2541  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2542  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2543  *
2544  * The cache must be empty before calling this function.
2545  *
2546  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2547  * during the kmem_cache_destroy().
2548  */
2549 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2550 {
2551         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2552
2553         /* Find the cache in the chain of caches. */
2554         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2555         /*
2556          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2557          */
2558         list_del(&cachep->next);
2559         if (__cache_shrink(cachep)) {
2560                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2561                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2562                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2563                 return;
2564         }
2565
2566         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2567                 synchronize_rcu();
2568
2569         __kmem_cache_destroy(cachep);
2570         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2571 }
2572 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2573
2574 /*
2575  * Get the memory for a slab management obj.
2576  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2577  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2578  * come from the same cache which is getting created because,
2579  * when we are searching for an appropriate cache for these
2580  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2581  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2582  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2583  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2584  */
2585 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2586                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2587                                    int nodeid)
2588 {
2589         struct slab *slabp;
2590
2591         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2592                 /* Slab management obj is off-slab. */
2593                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2594                                               local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2595                 if (!slabp)
2596                         return NULL;
2597         } else {
2598                 slabp = objp + colour_off;
2599                 colour_off += cachep->slab_size;
2600         }
2601         slabp->inuse = 0;
2602         slabp->colouroff = colour_off;
2603         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2604         slabp->nodeid = nodeid;
2605         return slabp;
2606 }
2607
2608 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2609 {
2610         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2611 }
2612
2613 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2614                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2615 {
2616         int i;
2617
2618         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2619                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2620 #if DEBUG
2621                 /* need to poison the objs? */
2622                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2623                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2624                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2625                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2626
2627                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2628                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2629                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2630                 }
2631                 /*
2632                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2633                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2634                  * They must also be threaded.
2635                  */
2636                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2637                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2638                                      ctor_flags);
2639
2640                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2641                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2642                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2643                                            " end of an object");
2644                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2645                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2646                                            " start of an object");
2647                 }
2648                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2649                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2650                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2651                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2652 #else
2653                 if (cachep->ctor)
2654                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2655 #endif
2656                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2657         }
2658         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2659         slabp->free = 0;
2660 }
2661
2662 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2663 {
2664         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2665                 if (flags & GFP_DMA)
2666                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2667                 else
2668                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2669         }
2670 }
2671
2672 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2673                                 int nodeid)
2674 {
2675         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2676         kmem_bufctl_t next;
2677
2678         slabp->inuse++;
2679         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2680 #if DEBUG
2681         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2682         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2683 #endif
2684         slabp->free = next;
2685
2686         return objp;
2687 }
2688
2689 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2690                                 void *objp, int nodeid)
2691 {
2692         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2693
2694 #if DEBUG
2695         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2696         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2697
2698         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2699                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2700                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2701                 BUG();
2702         }
2703 #endif
2704         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2705         slabp->free = objnr;
2706         slabp->inuse--;
2707 }
2708
2709 /*
2710  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2711  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2712  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2713  */
2714 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2715                            void *addr)
2716 {
2717         int nr_pages;
2718         struct page *page;
2719
2720         page = virt_to_page(addr);
2721
2722         nr_pages = 1;
2723         if (likely(!PageCompound(page)))
2724                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2725
2726         do {
2727                 page_set_cache(page, cache);
2728                 page_set_slab(page, slab);
2729                 page++;
2730         } while (--nr_pages);
2731 }
2732
2733 /*
2734  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2735  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2736  */
2737 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2738                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2739 {
2740         struct slab *slabp;
2741         size_t offset;
2742         gfp_t local_flags;
2743         unsigned long ctor_flags;
2744         struct kmem_list3 *l3;
2745
2746         /*
2747          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2748          * critical path in kmem_cache_alloc().
2749          */
2750         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK));
2751
2752         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2753         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
2754         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2755         check_irq_off();
2756         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2757         spin_lock(&l3->list_lock);
2758
2759         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2760         offset = l3->colour_next;
2761         l3->colour_next++;
2762         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2763                 l3->colour_next = 0;
2764         spin_unlock(&l3->list_lock);
2765
2766         offset *= cachep->colour_off;
2767
2768         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2769                 local_irq_enable();
2770
2771         /*
2772          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2773          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2774          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2775          * will eventually be caught here (where it matters).
2776          */
2777         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2778
2779         /*
2780          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2781          * 'nodeid'.
2782          */
2783         if (!objp)
2784                 objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2785         if (!objp)
2786                 goto failed;
2787
2788         /* Get slab management. */
2789         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2790                         local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2791         if (!slabp)
2792                 goto opps1;
2793
2794         slabp->nodeid = nodeid;
2795         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2796
2797         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2798
2799         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2800                 local_irq_disable();
2801         check_irq_off();
2802         spin_lock(&l3->list_lock);
2803
2804         /* Make slab active. */
2805         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2806         STATS_INC_GROWN(cachep);
2807         l3->free_objects += cachep->num;
2808         spin_unlock(&l3->list_lock);
2809         return 1;
2810 opps1:
2811         kmem_freepages(cachep, objp);
2812 failed:
2813         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2814                 local_irq_disable();
2815         return 0;
2816 }
2817
2818 #if DEBUG
2819
2820 /*
2821  * Perform extra freeing checks:
2822  * - detect bad pointers.
2823  * - POISON/RED_ZONE checking
2824  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2825  */
2826 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2827 {
2828         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2829                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2830                        (unsigned long)objp);
2831                 BUG();
2832         }
2833 }
2834
2835 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2836 {
2837         unsigned long long redzone1, redzone2;
2838
2839         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2840         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2841
2842         /*
2843          * Redzone is ok.
2844          */
2845         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2846                 return;
2847
2848         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2849                 slab_error(cache, "double free detected");
2850         else
2851                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2852
2853         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2854                         obj, redzone1, redzone2);
2855 }
2856
2857 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2858                                    void *caller)
2859 {
2860         struct page *page;
2861         unsigned int objnr;
2862         struct slab *slabp;
2863
2864         objp -= obj_offset(cachep);
2865         kfree_debugcheck(objp);
2866         page = virt_to_head_page(objp);
2867
2868         slabp = page_get_slab(page);
2869
2870         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2871                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2872                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2873                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2874         }
2875         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2876                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2877
2878         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2879
2880         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2881         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2882
2883         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2884                 /* we want to cache poison the object,
2885                  * call the destruction callback
2886                  */
2887                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2888         }
2889 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2890         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2891 #endif
2892         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2893 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2894                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2895                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2896                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2897                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2898                 } else {
2899                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2900                 }
2901 #else
2902                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2903 #endif
2904         }
2905         return objp;
2906 }
2907
2908 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2909 {
2910         kmem_bufctl_t i;
2911         int entries = 0;
2912
2913         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2914         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2915                 entries++;
2916                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2917                         goto bad;
2918         }
2919         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2920 bad:
2921                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2922                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2923                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2924                 for (i = 0;
2925                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2926                      i++) {
2927                         if (i % 16 == 0)
2928                                 printk("\n%03x:", i);
2929                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2930                 }
2931                 printk("\n");
2932                 BUG();
2933         }
2934 }
2935 #else
2936 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2937 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2938 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2939 #endif
2940
2941 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2942 {
2943         int batchcount;
2944         struct kmem_list3 *l3;
2945         struct array_cache *ac;
2946         int node;
2947
2948         node = numa_node_id();
2949
2950         check_irq_off();
2951         ac = cpu_cache_get(cachep);
2952 retry:
2953         batchcount = ac->batchcount;
2954         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2955                 /*
2956                  * If there was little recent activity on this cache, then
2957                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2958                  * refill bouncing.
2959                  */
2960                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2961         }
2962         l3 = cachep->nodelists[node];
2963
2964         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2965         spin_lock(&l3->list_lock);
2966
2967         /* See if we can refill from the shared array */
2968         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2969                 goto alloc_done;
2970
2971         while (batchcount > 0) {
2972                 struct list_head *entry;
2973                 struct slab *slabp;
2974                 /* Get slab alloc is to come from. */
2975                 entry = l3->slabs_partial.next;
2976                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2977                         l3->free_touched = 1;
2978                         entry = l3->slabs_free.next;
2979                         if (entry == &l3->slabs_free)
2980                                 goto must_grow;
2981                 }
2982
2983                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2984                 check_slabp(cachep, slabp);
2985                 check_spinlock_acquired(cachep);
2986
2987                 /*
2988                  * The slab was either on partial or free list so
2989                  * there must be at least one object available for
2990                  * allocation.
2991                  */
2992                 BUG_ON(slabp->inuse < 0 || slabp->inuse >= cachep->num);
2993
2994                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2995                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2996                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2997                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2998
2999                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3000                                                             node);
3001                 }
3002                 check_slabp(cachep, slabp);
3003
3004                 /* move slabp to correct slabp list: */
3005                 list_del(&slabp->list);
3006                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3007                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3008                 else
3009                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3010         }
3011
3012 must_grow:
3013         l3->free_objects -= ac->avail;
3014 alloc_done:
3015         spin_unlock(&l3->list_lock);
3016
3017         if (unlikely(!ac->avail)) {
3018                 int x;
3019                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3020
3021                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3022                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3023                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3024                         return NULL;
3025
3026                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3027                         goto retry;
3028         }
3029         ac->touched = 1;
3030         return ac->entry[--ac->avail];
3031 }
3032
3033 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3034                                                 gfp_t flags)
3035 {
3036         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3037 #if DEBUG
3038         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3039 #endif
3040 }
3041
3042 #if DEBUG
3043 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3044                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3045 {
3046         if (!objp)
3047                 return objp;
3048         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3049 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3050                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3051                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3052                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3053                 else
3054                         check_poison_obj(cachep, objp);
3055 #else
3056                 check_poison_obj(cachep, objp);
3057 #endif
3058                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3059         }
3060         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3061                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3062
3063         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3064                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3065                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3066                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3067                                                 " object was overwritten");
3068                         printk(KERN_ERR
3069                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3070                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3071                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3072                 }
3073                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3074                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3075         }
3076 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3077         {
3078                 struct slab *slabp;
3079                 unsigned objnr;
3080
3081                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3082                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3083                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3084         }
3085 #endif
3086         objp += obj_offset(cachep);
3087         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3088                 cachep->ctor(objp, cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR);
3089 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3090         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3091                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3092                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3093         }
3094 #endif
3095         return objp;
3096 }
3097 #else
3098 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3099 #endif
3100
3101 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
3102
3103 static struct failslab_attr {
3104
3105         struct fault_attr attr;
3106
3107         u32 ignore_gfp_wait;
3108 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3109         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
3110 #endif
3111
3112 } failslab = {
3113         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
3114         .ignore_gfp_wait = 1,
3115 };
3116
3117 static int __init setup_failslab(char *str)
3118 {
3119         return setup_fault_attr(&failslab.attr, str);
3120 }
3121 __setup("failslab=", setup_failslab);
3122
3123 static int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3124 {
3125         if (cachep == &cache_cache)
3126                 return 0;
3127         if (flags & __GFP_NOFAIL)
3128                 return 0;
3129         if (failslab.ignore_gfp_wait && (flags & __GFP_WAIT))
3130                 return 0;
3131
3132         return should_fail(&failslab.attr, obj_size(cachep));
3133 }
3134
3135 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3136
3137 static int __init failslab_debugfs(void)
3138 {
3139         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
3140         struct dentry *dir;
3141         int err;
3142
3143         err = init_fault_attr_dentries(&failslab.attr, "failslab");
3144         if (err)
3145                 return err;
3146         dir = failslab.attr.dentries.dir;
3147
3148         failslab.ignore_gfp_wait_file =
3149                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
3150                                       &failslab.ignore_gfp_wait);
3151
3152         if (!failslab.ignore_gfp_wait_file) {
3153                 err = -ENOMEM;
3154                 debugfs_remove(failslab.ignore_gfp_wait_file);
3155                 cleanup_fault_attr_dentries(&failslab.attr);
3156         }
3157
3158         return err;
3159 }
3160
3161 late_initcall(failslab_debugfs);
3162
3163 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
3164
3165 #else /* CONFIG_FAILSLAB */
3166
3167 static inline int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3168 {
3169         return 0;
3170 }
3171
3172 #endif /* CONFIG_FAILSLAB */
3173
3174 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3175 {
3176         void *objp;
3177         struct array_cache *ac;
3178
3179         check_irq_off();
3180
3181         ac = cpu_cache_get(cachep);
3182         if (likely(ac->avail)) {
3183                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3184                 ac->touched = 1;
3185                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3186         } else {
3187                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3188                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3189         }
3190         return objp;
3191 }
3192
3193 #ifdef CONFIG_NUMA
3194 /*
3195  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3196  *
3197  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3198  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3199  */
3200 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3201 {
3202         int nid_alloc, nid_here;
3203
3204         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3205                 return NULL;
3206         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3207         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3208                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3209         else if (current->mempolicy)
3210                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3211         if (nid_alloc != nid_here)
3212                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3213         return NULL;
3214 }
3215
3216 /*
3217  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3218  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3219  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3220  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3221  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3222  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3223  */
3224 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3225 {
3226         struct zonelist *zonelist;
3227         gfp_t local_flags;
3228         struct zone **z;
3229         void *obj = NULL;
3230         int nid;
3231
3232         if (flags & __GFP_THISNODE)
3233                 return NULL;
3234
3235         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3236                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
3237         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
3238
3239 retry:
3240         /*
3241          * Look through allowed nodes for objects available
3242          * from existing per node queues.
3243          */
3244         for (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++) {
3245                 nid = zone_to_nid(*z);
3246
3247                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
3248                         cache->nodelists[nid] &&
3249                         cache->nodelists[nid]->free_objects)
3250                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3251                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3252         }
3253
3254         if (!obj) {
3255                 /*
3256                  * This allocation will be performed within the constraints
3257                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3258                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3259                  * set and go into memory reserves if necessary.
3260                  */
3261                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3262                         local_irq_enable();
3263                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3264                 obj = kmem_getpages(cache, flags, -1);
3265                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3266                         local_irq_disable();
3267                 if (obj) {
3268                         /*
3269                          * Insert into the appropriate per node queues
3270                          */
3271                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3272                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3273                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3274                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3275                                 if (!obj)
3276                                         /*
3277                                          * Another processor may allocate the
3278                                          * objects in the slab since we are
3279                                          * not holding any locks.
3280                                          */
3281                                         goto retry;
3282                         } else {
3283                                 /* cache_grow already freed obj */
3284                                 obj = NULL;
3285                         }
3286                 }
3287         }
3288         return obj;
3289 }
3290
3291 /*
3292  * A interface to enable slab creation on nodeid
3293  */
3294 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3295                                 int nodeid)
3296 {
3297         struct list_head *entry;
3298         struct slab *slabp;
3299         struct kmem_list3 *l3;
3300         void *obj;
3301         int x;
3302
3303         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3304         BUG_ON(!l3);
3305
3306 retry:
3307         check_irq_off();
3308         spin_lock(&l3->list_lock);
3309         entry = l3->slabs_partial.next;
3310         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3311                 l3->free_touched = 1;
3312                 entry = l3->slabs_free.next;
3313                 if (entry == &l3->slabs_free)
3314                         goto must_grow;
3315         }
3316
3317         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3318         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3319         check_slabp(cachep, slabp);
3320
3321         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3322         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3323         STATS_SET_HIGH(cachep);
3324
3325         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3326
3327         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3328         check_slabp(cachep, slabp);
3329         l3->free_objects--;
3330         /* move slabp to correct slabp list: */
3331         list_del(&slabp->list);
3332
3333         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3334                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3335         else
3336                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3337
3338         spin_unlock(&l3->list_lock);
3339         goto done;
3340
3341 must_grow:
3342         spin_unlock(&l3->list_lock);
3343         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3344         if (x)
3345                 goto retry;
3346
3347         return fallback_alloc(cachep, flags);
3348
3349 done:
3350         return obj;
3351 }
3352
3353 /**
3354  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3355  * @cachep: The cache to allocate from.
3356  * @flags: See kmalloc().
3357  * @nodeid: node number of the target node.
3358  * @caller: return address of caller, used for debug information
3359  *
3360  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3361  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3362  *
3363  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3364  */
3365 static __always_inline void *
3366 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3367                    void *caller)
3368 {
3369         unsigned long save_flags;
3370         void *ptr;
3371
3372         if (should_failslab(cachep, flags))
3373                 return NULL;
3374
3375         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3376         local_irq_save(save_flags);
3377
3378         if (unlikely(nodeid == -1))
3379                 nodeid = numa_node_id();
3380
3381         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3382                 /* Node not bootstrapped yet */
3383                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3384                 goto out;
3385         }
3386
3387         if (nodeid == numa_node_id()) {
3388                 /*
3389                  * Use the locally cached objects if possible.
3390                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3391                  * to other nodes. It may fail while we still have
3392                  * objects on other nodes available.
3393                  */
3394                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3395                 if (ptr)
3396                         goto out;
3397         }
3398         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3399         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3400   out:
3401         local_irq_restore(save_flags);
3402         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3403
3404         return ptr;
3405 }
3406
3407 static __always_inline void *
3408 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3409 {
3410         void *objp;
3411
3412         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3413                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3414                 if (objp)
3415                         goto out;
3416         }
3417         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3418
3419         /*
3420          * We may just have run out of memory on the local node.
3421          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3422          */
3423         if (!objp)
3424                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3425
3426   out:
3427         return objp;
3428 }
3429 #else
3430
3431 static __always_inline void *
3432 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3433 {
3434         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3435 }
3436
3437 #endif /* CONFIG_NUMA */
3438
3439 static __always_inline void *
3440 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3441 {
3442         unsigned long save_flags;
3443         void *objp;
3444
3445         if (should_failslab(cachep, flags))
3446                 return NULL;
3447
3448         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3449         local_irq_save(save_flags);
3450         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3451         local_irq_restore(save_flags);
3452         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3453         prefetchw(objp);
3454
3455         return objp;
3456 }
3457
3458 /*
3459  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3460  */
3461 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3462                        int node)
3463 {
3464         int i;
3465         struct kmem_list3 *l3;
3466
3467         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3468                 void *objp = objpp[i];
3469                 struct slab *slabp;
3470
3471                 slabp = virt_to_slab(objp);
3472                 l3 = cachep->nodelists[node];
3473                 list_del(&slabp->list);
3474                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3475                 check_slabp(cachep, slabp);
3476                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3477                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3478                 l3->free_objects++;
3479                 check_slabp(cachep, slabp);
3480
3481                 /* fixup slab chains */
3482                 if (slabp->inuse == 0) {
3483                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3484                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3485                                 /* No need to drop any previously held
3486                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3487                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3488                                  * a different cache, refer to comments before
3489                                  * alloc_slabmgmt.
3490                                  */
3491                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3492                         } else {
3493                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3494                         }
3495                 } else {
3496                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3497                          * partial list on free - maximum time for the
3498                          * other objects to be freed, too.
3499                          */
3500                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3501                 }
3502         }
3503 }
3504
3505 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3506 {
3507         int batchcount;
3508         struct kmem_list3 *l3;
3509         int node = numa_node_id();
3510
3511         batchcount = ac->batchcount;
3512 #if DEBUG
3513         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3514 #endif
3515         check_irq_off();
3516         l3 = cachep->nodelists[node];
3517         spin_lock(&l3->list_lock);
3518         if (l3->shared) {
3519                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3520                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3521                 if (max) {
3522                         if (batchcount > max)
3523                                 batchcount = max;
3524                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3525                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3526                         shared_array->avail += batchcount;
3527                         goto free_done;
3528                 }
3529         }
3530
3531         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3532 free_done:
3533 #if STATS
3534         {
3535                 int i = 0;
3536                 struct list_head *p;
3537
3538                 p = l3->slabs_free.next;
3539                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3540                         struct slab *slabp;
3541
3542                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3543                         BUG_ON(slabp->inuse);
3544
3545                         i++;
3546                         p = p->next;
3547                 }
3548                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3549         }
3550 #endif
3551         spin_unlock(&l3->list_lock);
3552         ac->avail -= batchcount;
3553         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3554 }
3555
3556 /*
3557  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3558  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3559  */
3560 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3561 {
3562         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3563
3564         check_irq_off();
3565         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3566
3567         if (use_alien_caches && cache_free_alien(cachep, objp))
3568                 return;
3569
3570         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3571                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3572                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3573                 return;
3574         } else {
3575                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3576                 cache_flusharray(cachep, ac);
3577                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3578         }
3579 }
3580
3581 /**
3582  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3583  * @cachep: The cache to allocate from.
3584  * @flags: See kmalloc().
3585  *
3586  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3587  * if the cache has no available objects.
3588  */
3589 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3590 {
3591         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3592 }
3593 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3594
3595 /**
3596  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3597  * @cache: The cache to allocate from.
3598  * @flags: See kmalloc().
3599  *
3600  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3601  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3602  */
3603 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3604 {
3605         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3606         if (ret)
3607                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3608         return ret;
3609 }
3610 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3611
3612 /**
3613  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3614  *      be a slab entry.
3615  * @cachep: the cache we're checking against
3616  * @ptr: pointer to validate
3617  *
3618  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3619  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3620  * part of the slab cache in question, but it at least
3621  * validates that the pointer can be dereferenced and
3622  * looks half-way sane.
3623  *
3624  * Currently only used for dentry validation.
3625  */
3626 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3627 {
3628         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3629         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3630         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3631         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3632         struct page *page;
3633
3634         if (unlikely(addr < min_addr))
3635                 goto out;
3636         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3637                 goto out;
3638         if (unlikely(addr & align_mask))
3639                 goto out;
3640         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3641                 goto out;
3642         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3643                 goto out;
3644         page = virt_to_page(ptr);
3645         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3646                 goto out;
3647         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3648                 goto out;
3649         return 1;
3650 out:
3651         return 0;
3652 }
3653
3654 #ifdef CONFIG_NUMA
3655 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3656 {
3657         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3658                         __builtin_return_address(0));
3659 }
3660 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3661
3662 static __always_inline void *
3663 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3664 {
3665         struct kmem_cache *cachep;
3666
3667         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3668         if (unlikely(cachep == NULL))
3669                 return NULL;
3670         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3671 }
3672
3673 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3674 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3675 {
3676         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3677                         __builtin_return_address(0));
3678 }
3679 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3680
3681 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3682                 int node, void *caller)
3683 {
3684         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3685 }
3686 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3687 #else
3688 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3689 {
3690         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3691 }
3692 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3693 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3694 #endif /* CONFIG_NUMA */
3695
3696 /**
3697  * __do_kmalloc - allocate memory
3698  * @size: how many bytes of memory are required.
3699  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3700  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3701  */
3702 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3703                                           void *caller)
3704 {
3705         struct kmem_cache *cachep;
3706
3707         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3708          * __ with kmem_.
3709          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3710          * functions.
3711          */
3712         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3713         if (unlikely(cachep == NULL))
3714                 return NULL;
3715         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3716 }
3717
3718
3719 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3720 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3721 {
3722         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3723 }
3724 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3725
3726 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3727 {
3728         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3729 }
3730 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3731
3732 #else
3733 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3734 {
3735         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3736 }
3737 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3738 #endif
3739
3740 /**
3741  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
3742  * @p: object to reallocate memory for.
3743  * @new_size: how many bytes of memory are required.
3744  * @flags: the type of memory to allocate.
3745  *
3746  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
3747  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
3748  * behaves exactly like kmalloc().  If @size is 0 and @p is not a
3749  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
3750  */
3751 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
3752 {
3753         struct kmem_cache *cache, *new_cache;
3754         void *ret;
3755
3756         if (unlikely(!p))
3757                 return kmalloc_track_caller(new_size, flags);
3758
3759         if (unlikely(!new_size)) {
3760                 kfree(p);
3761                 return NULL;
3762         }
3763
3764         cache = virt_to_cache(p);
3765         new_cache = __find_general_cachep(new_size, flags);
3766
3767         /*
3768          * If new size fits in the current cache, bail out.
3769          */
3770         if (likely(cache == new_cache))
3771                 return (void *)p;
3772
3773         /*
3774          * We are on the slow-path here so do not use __cache_alloc
3775          * because it bloats kernel text.
3776          */
3777         ret = kmalloc_track_caller(new_size, flags);
3778         if (ret) {
3779                 memcpy(ret, p, min(new_size, ksize(p)));
3780                 kfree(p);
3781         }
3782         return ret;
3783 }
3784 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
3785
3786 /**
3787  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3788  * @cachep: The cache the allocation was from.
3789  * @objp: The previously allocated object.
3790  *
3791  * Free an object which was previously allocated from this
3792  * cache.
3793  */
3794 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3795 {
3796         unsigned long flags;
3797
3798         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3799
3800         local_irq_save(flags);
3801         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3802         __cache_free(cachep, objp);
3803         local_irq_restore(flags);
3804 }
3805 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3806
3807 /**
3808  * kfree - free previously allocated memory
3809  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3810  *
3811  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3812  *
3813  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3814  * or you will run into trouble.
3815  */
3816 void kfree(const void *objp)
3817 {
3818         struct kmem_cache *c;
3819         unsigned long flags;
3820
3821         if (unlikely(!objp))
3822                 return;
3823         local_irq_save(flags);
3824         kfree_debugcheck(objp);
3825         c = virt_to_cache(objp);
3826         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3827         __cache_free(c, (void *)objp);
3828         local_irq_restore(flags);
3829 }
3830 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3831
3832 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3833 {
3834         return obj_size(cachep);
3835 }
3836 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3837
3838 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3839 {
3840         return cachep->name;
3841 }
3842 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3843
3844 /*
3845  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3846  */
3847 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3848 {
3849         int node;
3850         struct kmem_list3 *l3;
3851         struct array_cache *new_shared;
3852         struct array_cache **new_alien = NULL;
3853
3854         for_each_online_node(node) {
3855
3856                 if (use_alien_caches) {
3857                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3858                         if (!new_alien)
3859                                 goto fail;
3860                 }
3861
3862                 new_shared = NULL;
3863                 if (cachep->shared) {
3864                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3865                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3866                                         0xbaadf00d);
3867                         if (!new_shared) {
3868                                 free_alien_cache(new_alien);
3869                                 goto fail;
3870                         }
3871                 }
3872
3873                 l3 = cachep->nodelists[node];
3874                 if (l3) {
3875                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3876
3877                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3878
3879                         if (shared)
3880                                 free_block(cachep, shared->entry,
3881                                                 shared->avail, node);
3882
3883                         l3->shared = new_shared;
3884                         if (!l3->alien) {
3885                                 l3->alien = new_alien;
3886                                 new_alien = NULL;
3887                         }
3888                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3889                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3890                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3891                         kfree(shared);
3892                         free_alien_cache(new_alien);
3893                         continue;
3894                 }
3895                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3896                 if (!l3) {
3897                         free_alien_cache(new_alien);
3898                         kfree(new_shared);
3899                         goto fail;
3900                 }
3901
3902                 kmem_list3_init(l3);
3903                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3904                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3905                 l3->shared = new_shared;
3906                 l3->alien = new_alien;
3907                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3908                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3909                 cachep->nodelists[node] = l3;
3910         }
3911         return 0;
3912
3913 fail:
3914         if (!cachep->next.next) {
3915                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3916                 node--;
3917                 while (node >= 0) {
3918                         if (cachep->nodelists[node]) {
3919                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3920
3921                                 kfree(l3->shared);
3922                                 free_alien_cache(l3->alien);
3923                                 kfree(l3);
3924                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3925                         }
3926                         node--;
3927                 }
3928         }
3929         return -ENOMEM;
3930 }
3931
3932 struct ccupdate_struct {
3933         struct kmem_cache *cachep;
3934         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3935 };
3936
3937 static void do_ccupdate_local(void *info)
3938 {
3939         struct ccupdate_struct *new = info;
3940         struct array_cache *old;
3941
3942         check_irq_off();
3943         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3944
3945         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3946         new->new[smp_processor_id()] = old;
3947 }
3948
3949 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3950 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3951                                 int batchcount, int shared)
3952 {
3953         struct ccupdate_struct *new;
3954         int i;
3955
3956         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3957         if (!new)
3958                 return -ENOMEM;
3959
3960         for_each_online_cpu(i) {
3961                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3962                                                 batchcount);
3963                 if (!new->new[i]) {
3964                         for (i--; i >= 0; i--)
3965                                 kfree(new->new[i]);
3966                         kfree(new);
3967                         return -ENOMEM;
3968                 }
3969         }
3970         new->cachep = cachep;
3971
3972         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3973
3974         check_irq_on();
3975         cachep->batchcount = batchcount;
3976         cachep->limit = limit;
3977         cachep->shared = shared;
3978
3979         for_each_online_cpu(i) {
3980                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3981                 if (!ccold)
3982                         continue;
3983                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3984                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3985                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3986                 kfree(ccold);
3987         }
3988         kfree(new);
3989         return alloc_kmemlist(cachep);
3990 }
3991
3992 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3993 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3994 {
3995         int err;
3996         int limit, shared;
3997
3998         /*
3999          * The head array serves three purposes:
4000          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4001          * - reduce the number of spinlock operations.
4002          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4003          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4004          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4005          * Bonwick.
4006          */
4007         if (cachep->buffer_size > 131072)
4008                 limit = 1;
4009         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
4010                 limit = 8;
4011         else if (cachep->buffer_size > 1024)
4012                 limit = 24;
4013         else if (cachep->buffer_size > 256)
4014                 limit = 54;
4015         else
4016                 limit = 120;
4017
4018         /*
4019          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4020          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4021          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4022          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4023          * replaces Bonwick's magazine layer.
4024          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4025          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4026          */
4027         shared = 0;
4028         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4029                 shared = 8;
4030
4031 #if DEBUG
4032         /*
4033          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4034          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4035          */
4036         if (limit > 32)
4037                 limit = 32;
4038 #endif
4039         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
4040         if (err)
4041                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4042                        cachep->name, -err);
4043         return err;
4044 }
4045
4046 /*
4047  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4048  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4049  * if drain_array() is used on the shared array.
4050  */
4051 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4052                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4053 {
4054         int tofree;
4055
4056         if (!ac || !ac->avail)
4057                 return;
4058         if (ac->touched && !force) {
4059                 ac->touched = 0;
4060         } else {
4061                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4062                 if (ac->avail) {
4063                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4064                         if (tofree > ac->avail)
4065                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4066                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4067                         ac->avail -= tofree;
4068                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4069                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4070                 }
4071                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4072         }
4073 }
4074
4075 /**
4076  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4077  * @w: work descriptor
4078  *
4079  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4080  * Purpose:
4081  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4082  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4083  *
4084  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4085  * again on the next iteration.
4086  */
4087 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4088 {
4089         struct kmem_cache *searchp;
4090         struct kmem_list3 *l3;
4091         int node = numa_node_id();
4092         struct delayed_work *work =
4093                 container_of(w, struct delayed_work, work);
4094
4095         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4096                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4097                 goto out;
4098
4099         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4100                 check_irq_on();
4101
4102                 /*
4103                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4104                  * have established with reasonable certainty that
4105                  * we can do some work if the lock was obtained.
4106                  */
4107                 l3 = searchp->nodelists[node];
4108
4109                 reap_alien(searchp, l3);
4110
4111                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4112
4113                 /*
4114                  * These are racy checks but it does not matter
4115                  * if we skip one check or scan twice.
4116                  */
4117                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4118                         goto next;
4119
4120                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4121
4122                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4123
4124                 if (l3->free_touched)
4125                         l3->free_touched = 0;
4126                 else {
4127                         int freed;
4128
4129                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4130                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4131                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4132                 }
4133 next:
4134                 cond_resched();
4135         }
4136         check_irq_on();
4137         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4138         next_reap_node();
4139         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
4140 out:
4141         /* Set up the next iteration */
4142         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4143 }
4144
4145 #ifdef CONFIG_PROC_FS
4146
4147 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4148 {
4149         /*
4150          * Output format version, so at least we can change it
4151          * without _too_ many complaints.
4152          */
4153 #if STATS
4154         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4155 #else
4156         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4157 #endif
4158         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4159                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4160         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4161         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4162 #if STATS
4163         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4164                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4165         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4166 #endif
4167         seq_putc(m, '\n');
4168 }
4169
4170 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4171 {
4172         loff_t n = *pos;
4173         struct list_head *p;
4174
4175         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4176         if (!n)
4177                 print_slabinfo_header(m);
4178         p = cache_chain.next;
4179         while (n--) {
4180                 p = p->next;
4181                 if (p == &cache_chain)
4182                         return NULL;
4183         }
4184         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4185 }
4186
4187 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4188 {
4189         struct kmem_cache *cachep = p;
4190         ++*pos;
4191         return cachep->next.next == &cache_chain ?
4192                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
4193 }
4194
4195 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4196 {
4197         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4198 }
4199
4200 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4201 {
4202         struct kmem_cache *cachep = p;
4203         struct slab *slabp;
4204         unsigned long active_objs;
4205         unsigned long num_objs;
4206         unsigned long active_slabs = 0;
4207         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4208         const char *name;
4209         char *error = NULL;
4210         int node;
4211         struct kmem_list3 *l3;
4212
4213         active_objs = 0;
4214         num_slabs = 0;
4215         for_each_online_node(node) {
4216                 l3 = cachep->nodelists[node];
4217                 if (!l3)
4218                         continue;
4219
4220                 check_irq_on();
4221                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4222
4223                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4224                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4225                                 error = "slabs_full accounting error";
4226                         active_objs += cachep->num;
4227                         active_slabs++;
4228                 }
4229                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4230                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4231                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4232                         if (!slabp->inuse && !error)
4233                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4234                         active_objs += slabp->inuse;
4235                         active_slabs++;
4236                 }
4237                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4238                         if (slabp->inuse && !error)
4239                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4240                         num_slabs++;
4241                 }
4242                 free_objects += l3->free_objects;
4243                 if (l3->shared)
4244                         shared_avail += l3->shared->avail;
4245
4246                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4247         }
4248         num_slabs += active_slabs;
4249         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4250         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4251                 error = "free_objects accounting error";
4252
4253         name = cachep->name;
4254         if (error)
4255                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4256
4257         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4258                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4259                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4260         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4261                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4262         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4263                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4264 #if STATS
4265         {                       /* list3 stats */
4266                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4267                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4268                 unsigned long grown = cachep->grown;
4269                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4270                 unsigned long errors = cachep->errors;
4271                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4272                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4273                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4274                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4275
4276                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4277                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4278                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4279                                 node_frees, overflows);
4280         }
4281         /* cpu stats */
4282         {
4283                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4284                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4285                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4286                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4287
4288                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4289                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4290         }
4291 #endif
4292         seq_putc(m, '\n');
4293         return 0;
4294 }
4295
4296 /*
4297  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4298  *
4299  * Output layout:
4300  * cache-name
4301  * num-active-objs
4302  * total-objs
4303  * object size
4304  * num-active-slabs
4305  * total-slabs
4306  * num-pages-per-slab
4307  * + further values on SMP and with statistics enabled
4308  */
4309
4310 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4311         .start = s_start,
4312         .next = s_next,
4313         .stop = s_stop,
4314         .show = s_show,
4315 };
4316
4317 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4318 /**
4319  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4320  * @file: unused
4321  * @buffer: user buffer
4322  * @count: data length
4323  * @ppos: unused
4324  */
4325 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4326                        size_t count, loff_t *ppos)
4327 {
4328         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4329         int limit, batchcount, shared, res;
4330         struct kmem_cache *cachep;
4331
4332         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4333                 return -EINVAL;
4334         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4335                 return -EFAULT;
4336         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4337
4338         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4339         if (!tmp)
4340                 return -EINVAL;
4341         *tmp = '\0';
4342         tmp++;
4343         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4344                 return -EINVAL;
4345
4346         /* Find the cache in the chain of caches. */
4347         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4348         res = -EINVAL;
4349         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4350                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4351                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4352                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4353                                 res = 0;
4354                         } else {
4355                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4356                                                        batchcount, shared);
4357                         }
4358                         break;
4359                 }
4360         }
4361         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4362         if (res >= 0)
4363                 res = count;
4364         return res;
4365 }
4366
4367 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4368
4369 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4370 {
4371         loff_t n = *pos;
4372         struct list_head *p;
4373
4374         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4375         p = cache_chain.next;
4376         while (n--) {
4377                 p = p->next;
4378                 if (p == &cache_chain)
4379                         return NULL;
4380         }
4381         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4382 }
4383
4384 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4385 {
4386         unsigned long *p;
4387         int l;
4388         if (!v)
4389                 return 1;
4390         l = n[1];
4391         p = n + 2;
4392         while (l) {
4393                 int i = l/2;
4394                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4395                 if (*q == v) {
4396                         q[1]++;
4397                         return 1;
4398                 }
4399                 if (*q > v) {
4400                         l = i;
4401                 } else {
4402                         p = q + 2;
4403                         l -= i + 1;
4404                 }
4405         }
4406         if (++n[1] == n[0])
4407                 return 0;
4408         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4409         p[0] = v;
4410         p[1] = 1;
4411         return 1;
4412 }
4413
4414 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4415 {
4416         void *p;
4417         int i;
4418         if (n[0] == n[1])
4419                 return;
4420         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4421                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4422                         continue;
4423                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4424                         return;
4425         }
4426 }
4427
4428 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4429 {
4430 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4431         unsigned long offset, size;
4432         char modname[MODULE_NAME_LEN + 1], name[KSYM_NAME_LEN + 1];
4433
4434         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4435                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4436                 if (modname[0])
4437                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4438                 return;
4439         }
4440 #endif
4441         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4442 }
4443
4444 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4445 {
4446         struct kmem_cache *cachep = p;
4447         struct slab *slabp;
4448         struct kmem_list3 *l3;
4449         const char *name;
4450         unsigned long *n = m->private;
4451         int node;
4452         int i;
4453
4454         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4455                 return 0;
4456         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4457                 return 0;
4458
4459         /* OK, we can do it */
4460
4461         n[1] = 0;
4462
4463         for_each_online_node(node) {
4464                 l3 = cachep->nodelists[node];
4465                 if (!l3)
4466                         continue;
4467
4468                 check_irq_on();
4469                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4470
4471                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4472                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4473                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4474                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4475                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4476         }
4477         name = cachep->name;
4478         if (n[0] == n[1]) {
4479                 /* Increase the buffer size */
4480                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4481                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4482                 if (!m->private) {
4483                         /* Too bad, we are really out */
4484                         m->private = n;
4485                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4486                         return -ENOMEM;
4487                 }
4488                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4489                 kfree(n);
4490                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4491                 /* Now make sure this entry will be retried */
4492                 m->count = m->size;
4493                 return 0;
4494         }
4495         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4496                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4497                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4498                 seq_putc(m, '\n');
4499         }
4500
4501         return 0;
4502 }
4503
4504 const struct seq_operations slabstats_op = {
4505         .start = leaks_start,
4506         .next = s_next,
4507         .stop = s_stop,
4508         .show = leaks_show,
4509 };
4510 #endif
4511 #endif
4512
4513 /**
4514  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4515  * @objp: Pointer to the object
4516  *
4517  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4518  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4519  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4520  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4521  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4522  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4523  * must not be freed during the duration of the call.
4524  */
4525 size_t ksize(const void *objp)
4526 {
4527         if (unlikely(objp == NULL))
4528                 return 0;
4529
4530         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4531 }