de516658d3d868ec0b1ca40d1314b9420f0ceba2
[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/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/nodemask.h>
107 #include        <linux/mempolicy.h>
108 #include        <linux/mutex.h>
109
110 #include        <asm/uaccess.h>
111 #include        <asm/cacheflush.h>
112 #include        <asm/tlbflush.h>
113 #include        <asm/page.h>
114
115 /*
116  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
117  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
118  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
119  *
120  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
121  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
122  *
123  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
124  */
125
126 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
127 #define DEBUG           1
128 #define STATS           1
129 #define FORCED_DEBUG    1
130 #else
131 #define DEBUG           0
132 #define STATS           0
133 #define FORCED_DEBUG    0
134 #endif
135
136 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
137 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
138
139 #ifndef cache_line_size
140 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
141 #endif
142
143 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
144 /*
145  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
146  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
147  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
148  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
149  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
150  * Note that this flag disables some debug features.
151  */
152 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
153 #endif
154
155 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
156 /*
157  * Enforce a minimum alignment for all caches.
158  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
159  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
160  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
161  * some debug features.
162  */
163 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
164 #endif
165
166 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
167 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
168 #endif
169
170 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
171 #if DEBUG
172 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
173                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
174                          SLAB_CACHE_DMA | \
175                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
176                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
177                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
178 #else
179 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
180                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
181                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
182                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
183 #endif
184
185 /*
186  * kmem_bufctl_t:
187  *
188  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
189  * linked offsets.
190  *
191  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
192  * slab an object belongs to.
193  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
194  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
195  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
196  * that does not use off-slab slabs.
197  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
198  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
199  * to have too many per slab.
200  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
201  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
202  */
203
204 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
205 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
206 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
207 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
208
209 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
210  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
211  */
212 static unsigned long offslab_limit;
213
214 /*
215  * struct slab
216  *
217  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
218  * for a slab, or allocated from an general cache.
219  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
220  */
221 struct slab {
222         struct list_head list;
223         unsigned long colouroff;
224         void *s_mem;            /* including colour offset */
225         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
226         kmem_bufctl_t free;
227         unsigned short nodeid;
228 };
229
230 /*
231  * struct slab_rcu
232  *
233  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
234  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
235  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
236  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
237  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
238  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
239  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
240  *
241  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
242  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
243  *
244  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
245  */
246 struct slab_rcu {
247         struct rcu_head head;
248         struct kmem_cache *cachep;
249         void *addr;
250 };
251
252 /*
253  * struct array_cache
254  *
255  * Purpose:
256  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
257  * - reduce the number of linked list operations
258  * - reduce spinlock operations
259  *
260  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
261  * footprint.
262  *
263  */
264 struct array_cache {
265         unsigned int avail;
266         unsigned int limit;
267         unsigned int batchcount;
268         unsigned int touched;
269         spinlock_t lock;
270         void *entry[0]; /*
271                          * Must have this definition in here for the proper
272                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
273                          * the entries.
274                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
275                          */
276 };
277
278 /*
279  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
280  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
281  */
282 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
283 struct arraycache_init {
284         struct array_cache cache;
285         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
286 };
287
288 /*
289  * The slab lists for all objects.
290  */
291 struct kmem_list3 {
292         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
293         struct list_head slabs_full;
294         struct list_head slabs_free;
295         unsigned long free_objects;
296         unsigned int free_limit;
297         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
298         spinlock_t list_lock;
299         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
300         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
301         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
302         int free_touched;               /* updated without locking */
303 };
304
305 /*
306  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
307  */
308 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
309 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
310 #define CACHE_CACHE 0
311 #define SIZE_AC 1
312 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
313
314 /*
315  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
316  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
317  */
318 static __always_inline int index_of(const size_t size)
319 {
320         extern void __bad_size(void);
321
322         if (__builtin_constant_p(size)) {
323                 int i = 0;
324
325 #define CACHE(x) \
326         if (size <=x) \
327                 return i; \
328         else \
329                 i++;
330 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
331 #undef CACHE
332                 __bad_size();
333         } else
334                 __bad_size();
335         return 0;
336 }
337
338 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
339 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
340
341 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
342 {
343         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
344         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
345         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
346         parent->shared = NULL;
347         parent->alien = NULL;
348         parent->colour_next = 0;
349         spin_lock_init(&parent->list_lock);
350         parent->free_objects = 0;
351         parent->free_touched = 0;
352 }
353
354 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
355         do {                                                            \
356                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
357                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
358         } while (0)
359
360 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
361         do {                                                            \
362         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
363         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
364         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
365         } while (0)
366
367 /*
368  * struct kmem_cache
369  *
370  * manages a cache.
371  */
372
373 struct kmem_cache {
374 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
375         struct array_cache *array[NR_CPUS];
376 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
377         unsigned int batchcount;
378         unsigned int limit;
379         unsigned int shared;
380
381         unsigned int buffer_size;
382 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
383         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
384
385         unsigned int flags;             /* constant flags */
386         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
387
388 /* 4) cache_grow/shrink */
389         /* order of pgs per slab (2^n) */
390         unsigned int gfporder;
391
392         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
393         gfp_t gfpflags;
394
395         size_t colour;                  /* cache colouring range */
396         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
397         struct kmem_cache *slabp_cache;
398         unsigned int slab_size;
399         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
400
401         /* constructor func */
402         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
403
404         /* de-constructor func */
405         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
406
407 /* 5) cache creation/removal */
408         const char *name;
409         struct list_head next;
410
411 /* 6) statistics */
412 #if STATS
413         unsigned long num_active;
414         unsigned long num_allocations;
415         unsigned long high_mark;
416         unsigned long grown;
417         unsigned long reaped;
418         unsigned long errors;
419         unsigned long max_freeable;
420         unsigned long node_allocs;
421         unsigned long node_frees;
422         atomic_t allochit;
423         atomic_t allocmiss;
424         atomic_t freehit;
425         atomic_t freemiss;
426 #endif
427 #if DEBUG
428         /*
429          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
430          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
431          * object size including these internal fields, the following two
432          * variables contain the offset to the user object and its size.
433          */
434         int obj_offset;
435         int obj_size;
436 #endif
437 };
438
439 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
440 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
441
442 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
443 /*
444  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
445  * cpucache drain/refill cycles.
446  *
447  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
448  * which could lock up otherwise freeable slabs.
449  */
450 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
451 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
452
453 #if STATS
454 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
455 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
456 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
457 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
458 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
459 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
460         do {                                                            \
461                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
462                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
463         } while (0)
464 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
465 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
466 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
467 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
468         do {                                                            \
469                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
470                         (x)->max_freeable = i;                          \
471         } while (0)
472 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
473 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
474 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
475 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
476 #else
477 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
478 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
479 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
480 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
481 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
482 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
483 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
484 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
485 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
486 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
487 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
488 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
489 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
490 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
491 #endif
492
493 #if DEBUG
494 /*
495  * Magic nums for obj red zoning.
496  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
497  */
498 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
499 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
500
501 /* ...and for poisoning */
502 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
503 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
504 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
505
506 /*
507  * memory layout of objects:
508  * 0            : objp
509  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
510  *              the end of an object is aligned with the end of the real
511  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
512  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
513  *              redzone word.
514  * cachep->obj_offset: The real object.
515  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
516  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
517  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
518  */
519 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
520 {
521         return cachep->obj_offset;
522 }
523
524 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
525 {
526         return cachep->obj_size;
527 }
528
529 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
530 {
531         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
532         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
533 }
534
535 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
536 {
537         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
538         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
539                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
540                                          2 * BYTES_PER_WORD);
541         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
542 }
543
544 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
545 {
546         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
547         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
548 }
549
550 #else
551
552 #define obj_offset(x)                   0
553 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
554 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
555 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
556 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
557
558 #endif
559
560 /*
561  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
562  * order.
563  */
564 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
565 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
566 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
567 #elif defined(CONFIG_MMU)
568 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
569 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
570 #else
571 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
572 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
573 #endif
574
575 /*
576  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
577  */
578 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
579 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
580 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
581
582 /*
583  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
584  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
585  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
586  */
587 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
588 {
589         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
590 }
591
592 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
593 {
594         if (unlikely(PageCompound(page)))
595                 page = (struct page *)page_private(page);
596         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
597 }
598
599 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
600 {
601         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
602 }
603
604 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
605 {
606         if (unlikely(PageCompound(page)))
607                 page = (struct page *)page_private(page);
608         return (struct slab *)page->lru.prev;
609 }
610
611 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
612 {
613         struct page *page = virt_to_page(obj);
614         return page_get_cache(page);
615 }
616
617 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
618 {
619         struct page *page = virt_to_page(obj);
620         return page_get_slab(page);
621 }
622
623 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
624                                  unsigned int idx)
625 {
626         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
627 }
628
629 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
630                                         struct slab *slab, void *obj)
631 {
632         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
633 }
634
635 /*
636  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
637  */
638 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
639 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
640 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
641         CACHE(ULONG_MAX)
642 #undef CACHE
643 };
644 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
645
646 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
647 struct cache_names {
648         char *name;
649         char *name_dma;
650 };
651
652 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
653 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
654 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
655         {NULL,}
656 #undef CACHE
657 };
658
659 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
660     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
661 static struct arraycache_init initarray_generic =
662     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
663
664 /* internal cache of cache description objs */
665 static struct kmem_cache cache_cache = {
666         .batchcount = 1,
667         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
668         .shared = 1,
669         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
670         .name = "kmem_cache",
671 #if DEBUG
672         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
673 #endif
674 };
675
676 /* Guard access to the cache-chain. */
677 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
678 static struct list_head cache_chain;
679
680 /*
681  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many slab-allocated pages
682  * are possibly freeable under pressure
683  *
684  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
685  */
686 atomic_t slab_reclaim_pages;
687
688 /*
689  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
690  * until the general caches are up.
691  */
692 static enum {
693         NONE,
694         PARTIAL_AC,
695         PARTIAL_L3,
696         FULL
697 } g_cpucache_up;
698
699 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
700
701 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
702                         int node);
703 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
704 static void cache_reap(void *unused);
705 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node);
706
707 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
708 {
709         return cachep->array[smp_processor_id()];
710 }
711
712 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
713                                                         gfp_t gfpflags)
714 {
715         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
716
717 #if DEBUG
718         /* This happens if someone tries to call
719          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
720          * the generic caches are initialized.
721          */
722         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
723 #endif
724         while (size > csizep->cs_size)
725                 csizep++;
726
727         /*
728          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
729          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
730          * for large kmalloc calls required.
731          */
732         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
733                 return csizep->cs_dmacachep;
734         return csizep->cs_cachep;
735 }
736
737 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
738 {
739         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
740 }
741 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
742
743 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
744 {
745         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
746 }
747
748 /*
749  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
750  */
751 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
752                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
753                            unsigned int *num)
754 {
755         int nr_objs;
756         size_t mgmt_size;
757         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
758
759         /*
760          * The slab management structure can be either off the slab or
761          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
762          * slab is used for:
763          *
764          * - The struct slab
765          * - One kmem_bufctl_t for each object
766          * - Padding to respect alignment of @align
767          * - @buffer_size bytes for each object
768          *
769          * If the slab management structure is off the slab, then the
770          * alignment will already be calculated into the size. Because
771          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
772          * correct alignment when allocated.
773          */
774         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
775                 mgmt_size = 0;
776                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
777
778                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
779                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
780         } else {
781                 /*
782                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
783                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
784                  * least @align. In the worst case, this result will
785                  * be one greater than the number of objects that fit
786                  * into the memory allocation when taking the padding
787                  * into account.
788                  */
789                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
790                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
791
792                 /*
793                  * This calculated number will be either the right
794                  * amount, or one greater than what we want.
795                  */
796                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
797                        > slab_size)
798                         nr_objs--;
799
800                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
801                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
802
803                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
804         }
805         *num = nr_objs;
806         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
807 }
808
809 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
810
811 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
812                         char *msg)
813 {
814         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
815                function, cachep->name, msg);
816         dump_stack();
817 }
818
819 #ifdef CONFIG_NUMA
820 /*
821  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
822  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
823  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
824  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
825  */
826 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
827
828 static void init_reap_node(int cpu)
829 {
830         int node;
831
832         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
833         if (node == MAX_NUMNODES)
834                 node = first_node(node_online_map);
835
836         __get_cpu_var(reap_node) = node;
837 }
838
839 static void next_reap_node(void)
840 {
841         int node = __get_cpu_var(reap_node);
842
843         /*
844          * Also drain per cpu pages on remote zones
845          */
846         if (node != numa_node_id())
847                 drain_node_pages(node);
848
849         node = next_node(node, node_online_map);
850         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
851                 node = first_node(node_online_map);
852         __get_cpu_var(reap_node) = node;
853 }
854
855 #else
856 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
857 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
858 #endif
859
860 /*
861  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
862  * via the workqueue/eventd.
863  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
864  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
865  * lock.
866  */
867 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
868 {
869         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
870
871         /*
872          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
873          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
874          * at that time.
875          */
876         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
877                 init_reap_node(cpu);
878                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
879                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
880         }
881 }
882
883 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
884                                             int batchcount)
885 {
886         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
887         struct array_cache *nc = NULL;
888
889         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
890         if (nc) {
891                 nc->avail = 0;
892                 nc->limit = entries;
893                 nc->batchcount = batchcount;
894                 nc->touched = 0;
895                 spin_lock_init(&nc->lock);
896         }
897         return nc;
898 }
899
900 #ifdef CONFIG_NUMA
901 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
902
903 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
904 {
905         struct array_cache **ac_ptr;
906         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
907         int i;
908
909         if (limit > 1)
910                 limit = 12;
911         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
912         if (ac_ptr) {
913                 for_each_node(i) {
914                         if (i == node || !node_online(i)) {
915                                 ac_ptr[i] = NULL;
916                                 continue;
917                         }
918                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
919                         if (!ac_ptr[i]) {
920                                 for (i--; i <= 0; i--)
921                                         kfree(ac_ptr[i]);
922                                 kfree(ac_ptr);
923                                 return NULL;
924                         }
925                 }
926         }
927         return ac_ptr;
928 }
929
930 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
931 {
932         int i;
933
934         if (!ac_ptr)
935                 return;
936         for_each_node(i)
937             kfree(ac_ptr[i]);
938         kfree(ac_ptr);
939 }
940
941 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
942                                 struct array_cache *ac, int node)
943 {
944         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
945
946         if (ac->avail) {
947                 spin_lock(&rl3->list_lock);
948                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
949                 ac->avail = 0;
950                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
951         }
952 }
953
954 /*
955  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
956  */
957 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
958 {
959         int node = __get_cpu_var(reap_node);
960
961         if (l3->alien) {
962                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
963                 if (ac && ac->avail) {
964                         spin_lock_irq(&ac->lock);
965                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
966                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
967                 }
968         }
969 }
970
971 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
972                                 struct array_cache **alien)
973 {
974         int i = 0;
975         struct array_cache *ac;
976         unsigned long flags;
977
978         for_each_online_node(i) {
979                 ac = alien[i];
980                 if (ac) {
981                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
982                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
983                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
984                 }
985         }
986 }
987 #else
988
989 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
990 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
991
992 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
993 {
994         return (struct array_cache **) 0x01020304ul;
995 }
996
997 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
998 {
999 }
1000
1001 #endif
1002
1003 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1004                                     unsigned long action, void *hcpu)
1005 {
1006         long cpu = (long)hcpu;
1007         struct kmem_cache *cachep;
1008         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1009         int node = cpu_to_node(cpu);
1010         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1011
1012         switch (action) {
1013         case CPU_UP_PREPARE:
1014                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1015                 /*
1016                  * We need to do this right in the beginning since
1017                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1018                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1019                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1020                  */
1021
1022                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1023                         /*
1024                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1025                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1026                          * node has not already allocated this
1027                          */
1028                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1029                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1030                                 if (!l3)
1031                                         goto bad;
1032                                 kmem_list3_init(l3);
1033                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1034                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1035
1036                                 /*
1037                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1038                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1039                                  * protection here.
1040                                  */
1041                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1042                         }
1043
1044                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1045                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1046                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1047                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1048                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1049                 }
1050
1051                 /*
1052                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1053                  * array caches
1054                  */
1055                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1056                         struct array_cache *nc;
1057                         struct array_cache *shared;
1058                         struct array_cache **alien;
1059
1060                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1061                                                 cachep->batchcount);
1062                         if (!nc)
1063                                 goto bad;
1064                         shared = alloc_arraycache(node,
1065                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1066                                         0xbaadf00d);
1067                         if (!shared)
1068                                 goto bad;
1069
1070                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1071                         if (!alien)
1072                                 goto bad;
1073                         cachep->array[cpu] = nc;
1074                         l3 = cachep->nodelists[node];
1075                         BUG_ON(!l3);
1076
1077                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1078                         if (!l3->shared) {
1079                                 /*
1080                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1081                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1082                                  */
1083                                 l3->shared = shared;
1084                                 shared = NULL;
1085                         }
1086 #ifdef CONFIG_NUMA
1087                         if (!l3->alien) {
1088                                 l3->alien = alien;
1089                                 alien = NULL;
1090                         }
1091 #endif
1092                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1093                         kfree(shared);
1094                         free_alien_cache(alien);
1095                 }
1096                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1097                 break;
1098         case CPU_ONLINE:
1099                 start_cpu_timer(cpu);
1100                 break;
1101 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1102         case CPU_DEAD:
1103                 /*
1104                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1105                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1106                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1107                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1108                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1109                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1110                  */
1111                 /* fall thru */
1112         case CPU_UP_CANCELED:
1113                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1114                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1115                         struct array_cache *nc;
1116                         struct array_cache *shared;
1117                         struct array_cache **alien;
1118                         cpumask_t mask;
1119
1120                         mask = node_to_cpumask(node);
1121                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1122                         nc = cachep->array[cpu];
1123                         cachep->array[cpu] = NULL;
1124                         l3 = cachep->nodelists[node];
1125
1126                         if (!l3)
1127                                 goto free_array_cache;
1128
1129                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1130
1131                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1132                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1133                         if (nc)
1134                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1135
1136                         if (!cpus_empty(mask)) {
1137                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1138                                 goto free_array_cache;
1139                         }
1140
1141                         shared = l3->shared;
1142                         if (shared) {
1143                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1144                                            l3->shared->avail, node);
1145                                 l3->shared = NULL;
1146                         }
1147
1148                         alien = l3->alien;
1149                         l3->alien = NULL;
1150
1151                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1152
1153                         kfree(shared);
1154                         if (alien) {
1155                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1156                                 free_alien_cache(alien);
1157                         }
1158 free_array_cache:
1159                         kfree(nc);
1160                 }
1161                 /*
1162                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1163                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1164                  * shrink each nodelist to its limit.
1165                  */
1166                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1167                         l3 = cachep->nodelists[node];
1168                         if (!l3)
1169                                 continue;
1170                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1171                         /* free slabs belonging to this node */
1172                         __node_shrink(cachep, node);
1173                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1174                 }
1175                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1176                 break;
1177 #endif
1178         }
1179         return NOTIFY_OK;
1180 bad:
1181         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1182         return NOTIFY_BAD;
1183 }
1184
1185 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
1186
1187 /*
1188  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1189  */
1190 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1191                         int nodeid)
1192 {
1193         struct kmem_list3 *ptr;
1194
1195         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1196         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1197         BUG_ON(!ptr);
1198
1199         local_irq_disable();
1200         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1201         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1202         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1203         local_irq_enable();
1204 }
1205
1206 /*
1207  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1208  * before smp_init().
1209  */
1210 void __init kmem_cache_init(void)
1211 {
1212         size_t left_over;
1213         struct cache_sizes *sizes;
1214         struct cache_names *names;
1215         int i;
1216         int order;
1217
1218         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1219                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1220                 if (i < MAX_NUMNODES)
1221                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1222         }
1223
1224         /*
1225          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1226          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1227          */
1228         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1229                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1230
1231         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1232          * from caches that do not exist yet:
1233          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1234          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1235          *    cache_cache is statically allocated.
1236          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1237          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1238          *    array at the end of the bootstrap.
1239          * 2) Create the first kmalloc cache.
1240          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1241          *    An __init data area is used for the head array.
1242          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1243          *    head arrays.
1244          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1245          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1246          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1247          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1248          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1249          */
1250
1251         /* 1) create the cache_cache */
1252         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1253         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1254         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1255         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1256         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1257
1258         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1259                                         cache_line_size());
1260
1261         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1262                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1263                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1264                 if (cache_cache.num)
1265                         break;
1266         }
1267         if (!cache_cache.num)
1268                 BUG();
1269         cache_cache.gfporder = order;
1270         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1271         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1272                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1273
1274         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1275         sizes = malloc_sizes;
1276         names = cache_names;
1277
1278         /*
1279          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1280          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1281          * bug.
1282          */
1283
1284         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1285                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1286                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1287                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1288                                         NULL, NULL);
1289
1290         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1291                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1292                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1293                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1294                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1295                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1296                                 NULL, NULL);
1297         }
1298
1299         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1300                 /*
1301                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1302                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1303                  * eliminates "false sharing".
1304                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1305                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1306                  */
1307                 if (!sizes->cs_cachep) {
1308                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1309                                         sizes->cs_size,
1310                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1311                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1312                                         NULL, NULL);
1313                 }
1314
1315                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
1316                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
1317                         offslab_limit = sizes->cs_size - sizeof(struct slab);
1318                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1319                 }
1320
1321                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1322                                         sizes->cs_size,
1323                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1324                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1325                                                 SLAB_PANIC,
1326                                         NULL, NULL);
1327                 sizes++;
1328                 names++;
1329         }
1330         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1331         {
1332                 void *ptr;
1333
1334                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1335
1336                 local_irq_disable();
1337                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1338                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1339                        sizeof(struct arraycache_init));
1340                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1341                 local_irq_enable();
1342
1343                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1344
1345                 local_irq_disable();
1346                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1347                        != &initarray_generic.cache);
1348                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1349                        sizeof(struct arraycache_init));
1350                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1351                     ptr;
1352                 local_irq_enable();
1353         }
1354         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1355         {
1356                 int node;
1357                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1358                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1359                           numa_node_id());
1360
1361                 for_each_online_node(node) {
1362                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1363                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1364
1365                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1366                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1367                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1368                                           node);
1369                         }
1370                 }
1371         }
1372
1373         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1374         {
1375                 struct kmem_cache *cachep;
1376                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1377                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1378                         enable_cpucache(cachep);
1379                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1380         }
1381
1382         /* Done! */
1383         g_cpucache_up = FULL;
1384
1385         /*
1386          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1387          * cpu_cache_get for all new cpus
1388          */
1389         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1390
1391         /*
1392          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1393          * of the kernel is not yet operational.
1394          */
1395 }
1396
1397 static int __init cpucache_init(void)
1398 {
1399         int cpu;
1400
1401         /*
1402          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1403          */
1404         for_each_online_cpu(cpu)
1405                 start_cpu_timer(cpu);
1406         return 0;
1407 }
1408 __initcall(cpucache_init);
1409
1410 /*
1411  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1412  *
1413  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1414  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1415  * would be relatively rare and ignorable.
1416  */
1417 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1418 {
1419         struct page *page;
1420         void *addr;
1421         int i;
1422
1423         flags |= cachep->gfpflags;
1424         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1425         if (!page)
1426                 return NULL;
1427         addr = page_address(page);
1428
1429         i = (1 << cachep->gfporder);
1430         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1431                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
1432         add_page_state(nr_slab, i);
1433         while (i--) {
1434                 __SetPageSlab(page);
1435                 page++;
1436         }
1437         return addr;
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Interface to system's page release.
1442  */
1443 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1444 {
1445         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1446         struct page *page = virt_to_page(addr);
1447         const unsigned long nr_freed = i;
1448
1449         while (i--) {
1450                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1451                 __ClearPageSlab(page);
1452                 page++;
1453         }
1454         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1455         if (current->reclaim_state)
1456                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1457         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1458         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1459                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1460 }
1461
1462 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1463 {
1464         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1465         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1466
1467         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1468         if (OFF_SLAB(cachep))
1469                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1470 }
1471
1472 #if DEBUG
1473
1474 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1475 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1476                             unsigned long caller)
1477 {
1478         int size = obj_size(cachep);
1479
1480         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1481
1482         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1483                 return;
1484
1485         *addr++ = 0x12345678;
1486         *addr++ = caller;
1487         *addr++ = smp_processor_id();
1488         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1489         {
1490                 unsigned long *sptr = &caller;
1491                 unsigned long svalue;
1492
1493                 while (!kstack_end(sptr)) {
1494                         svalue = *sptr++;
1495                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1496                                 *addr++ = svalue;
1497                                 size -= sizeof(unsigned long);
1498                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1499                                         break;
1500                         }
1501                 }
1502
1503         }
1504         *addr++ = 0x87654321;
1505 }
1506 #endif
1507
1508 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1509 {
1510         int size = obj_size(cachep);
1511         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1512
1513         memset(addr, val, size);
1514         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1515 }
1516
1517 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1518 {
1519         int i;
1520         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1521         for (i = 0; i < limit; i++)
1522                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1523         printk("\n");
1524 }
1525 #endif
1526
1527 #if DEBUG
1528
1529 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1530 {
1531         int i, size;
1532         char *realobj;
1533
1534         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1535                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1536                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1537                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1538         }
1539
1540         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1541                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1542                         *dbg_userword(cachep, objp));
1543                 print_symbol("(%s)",
1544                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1545                 printk("\n");
1546         }
1547         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1548         size = obj_size(cachep);
1549         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1550                 int limit;
1551                 limit = 16;
1552                 if (i + limit > size)
1553                         limit = size - i;
1554                 dump_line(realobj, i, limit);
1555         }
1556 }
1557
1558 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1559 {
1560         char *realobj;
1561         int size, i;
1562         int lines = 0;
1563
1564         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1565         size = obj_size(cachep);
1566
1567         for (i = 0; i < size; i++) {
1568                 char exp = POISON_FREE;
1569                 if (i == size - 1)
1570                         exp = POISON_END;
1571                 if (realobj[i] != exp) {
1572                         int limit;
1573                         /* Mismatch ! */
1574                         /* Print header */
1575                         if (lines == 0) {
1576                                 printk(KERN_ERR
1577                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1578                                         realobj, size);
1579                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1580                         }
1581                         /* Hexdump the affected line */
1582                         i = (i / 16) * 16;
1583                         limit = 16;
1584                         if (i + limit > size)
1585                                 limit = size - i;
1586                         dump_line(realobj, i, limit);
1587                         i += 16;
1588                         lines++;
1589                         /* Limit to 5 lines */
1590                         if (lines > 5)
1591                                 break;
1592                 }
1593         }
1594         if (lines != 0) {
1595                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1596                  * exist:
1597                  */
1598                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1599                 unsigned int objnr;
1600
1601                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1602                 if (objnr) {
1603                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1604                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1605                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1606                                realobj, size);
1607                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1608                 }
1609                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1610                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1611                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1612                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1613                                realobj, size);
1614                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1615                 }
1616         }
1617 }
1618 #endif
1619
1620 #if DEBUG
1621 /**
1622  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1623  * @cachep: cache pointer being destroyed
1624  * @slabp: slab pointer being destroyed
1625  *
1626  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1627  * destroyed.
1628  */
1629 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1630 {
1631         int i;
1632         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1633                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1634
1635                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1636 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1637                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1638                                         OFF_SLAB(cachep))
1639                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1640                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1641                         else
1642                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1643 #else
1644                         check_poison_obj(cachep, objp);
1645 #endif
1646                 }
1647                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1648                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1649                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1650                                            "was overwritten");
1651                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1652                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1653                                            "was overwritten");
1654                 }
1655                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1656                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1657         }
1658 }
1659 #else
1660 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1661 {
1662         if (cachep->dtor) {
1663                 int i;
1664                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1665                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1666                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1667                 }
1668         }
1669 }
1670 #endif
1671
1672 /**
1673  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1674  * @cachep: cache pointer being destroyed
1675  * @slabp: slab pointer being destroyed
1676  *
1677  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1678  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1679  * cache-lock is not held/needed.
1680  */
1681 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1682 {
1683         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1684
1685         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1686         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1687                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1688
1689                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1690                 slab_rcu->cachep = cachep;
1691                 slab_rcu->addr = addr;
1692                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1693         } else {
1694                 kmem_freepages(cachep, addr);
1695                 if (OFF_SLAB(cachep))
1696                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1697         }
1698 }
1699
1700 /*
1701  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1702  * size of kmem_list3.
1703  */
1704 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1705 {
1706         int node;
1707
1708         for_each_online_node(node) {
1709                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1710                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1711                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1712                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1713         }
1714 }
1715
1716 /**
1717  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1718  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1719  * @size: size of objects to be created in this cache.
1720  * @align: required alignment for the objects.
1721  * @flags: slab allocation flags
1722  *
1723  * Also calculates the number of objects per slab.
1724  *
1725  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1726  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1727  * towards high-order requests, this should be changed.
1728  */
1729 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1730                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1731 {
1732         size_t left_over = 0;
1733         int gfporder;
1734
1735         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1736                 unsigned int num;
1737                 size_t remainder;
1738
1739                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1740                 if (!num)
1741                         continue;
1742
1743                 /* More than offslab_limit objects will cause problems */
1744                 if ((flags & CFLGS_OFF_SLAB) && num > offslab_limit)
1745                         break;
1746
1747                 /* Found something acceptable - save it away */
1748                 cachep->num = num;
1749                 cachep->gfporder = gfporder;
1750                 left_over = remainder;
1751
1752                 /*
1753                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1754                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1755                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1756                  */
1757                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1758                         break;
1759
1760                 /*
1761                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1762                  * currently bad for the gfp()s.
1763                  */
1764                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1765                         break;
1766
1767                 /*
1768                  * Acceptable internal fragmentation?
1769                  */
1770                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1771                         break;
1772         }
1773         return left_over;
1774 }
1775
1776 static void setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1777 {
1778         if (g_cpucache_up == FULL) {
1779                 enable_cpucache(cachep);
1780                 return;
1781         }
1782         if (g_cpucache_up == NONE) {
1783                 /*
1784                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
1785                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
1786                  * further caches will BUG().
1787                  */
1788                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1789
1790                 /*
1791                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
1792                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
1793                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
1794                  */
1795                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1796                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1797                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1798                 else
1799                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1800         } else {
1801                 cachep->array[smp_processor_id()] =
1802                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1803
1804                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1805                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1806                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1807                 } else {
1808                         int node;
1809                         for_each_online_node(node) {
1810                                 cachep->nodelists[node] =
1811                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1812                                                 GFP_KERNEL, node);
1813                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1814                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1815                         }
1816                 }
1817         }
1818         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1819                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1820                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1821
1822         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1823         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1824         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1825         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1826         cachep->batchcount = 1;
1827         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1828 }
1829
1830 /**
1831  * kmem_cache_create - Create a cache.
1832  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1833  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1834  * @align: The required alignment for the objects.
1835  * @flags: SLAB flags
1836  * @ctor: A constructor for the objects.
1837  * @dtor: A destructor for the objects.
1838  *
1839  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1840  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1841  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1842  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1843  *
1844  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1845  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
1846  *
1847  * The flags are
1848  *
1849  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1850  * to catch references to uninitialised memory.
1851  *
1852  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1853  * for buffer overruns.
1854  *
1855  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1856  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1857  * as davem.
1858  */
1859 struct kmem_cache *
1860 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1861         unsigned long flags,
1862         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1863         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1864 {
1865         size_t left_over, slab_size, ralign;
1866         struct kmem_cache *cachep = NULL;
1867         struct list_head *p;
1868
1869         /*
1870          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1871          */
1872         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
1873             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1874                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
1875                                 name);
1876                 BUG();
1877         }
1878
1879         /*
1880          * Prevent CPUs from coming and going.
1881          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
1882          */
1883         lock_cpu_hotplug();
1884
1885         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1886
1887         list_for_each(p, &cache_chain) {
1888                 struct kmem_cache *pc = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
1889                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1890                 char tmp;
1891                 int res;
1892
1893                 /*
1894                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1895                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1896                  * area of the module.  Print a warning.
1897                  */
1898                 set_fs(KERNEL_DS);
1899                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1900                 set_fs(old_fs);
1901                 if (res) {
1902                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1903                                pc->buffer_size);
1904                         continue;
1905                 }
1906
1907                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1908                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1909                         dump_stack();
1910                         goto oops;
1911                 }
1912         }
1913
1914 #if DEBUG
1915         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1916         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1917                 /* No constructor, but inital state check requested */
1918                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1919                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1920                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1921         }
1922 #if FORCED_DEBUG
1923         /*
1924          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1925          * large objects, if the increased size would increase the object size
1926          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1927          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1928          */
1929         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
1930                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1931         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1932                 flags |= SLAB_POISON;
1933 #endif
1934         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1935                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1936 #endif
1937         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1938                 BUG_ON(dtor);
1939
1940         /*
1941          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
1942          * isn't available.
1943          */
1944         if (flags & ~CREATE_MASK)
1945                 BUG();
1946
1947         /*
1948          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1949          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1950          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1951          */
1952         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
1953                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
1954                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
1955         }
1956
1957         /* calculate the final buffer alignment: */
1958
1959         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1960         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1961                 /*
1962                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
1963                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
1964                  * one cacheline.
1965                  */
1966                 ralign = cache_line_size();
1967                 while (size <= ralign / 2)
1968                         ralign /= 2;
1969         } else {
1970                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1971         }
1972         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1973         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1974                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1975                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1976                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1977         }
1978         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1979         if (ralign < align) {
1980                 ralign = align;
1981                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1982                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1983         }
1984         /*
1985          * 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1986          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1987          */
1988         align = ralign;
1989
1990         /* Get cache's description obj. */
1991         cachep = kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1992         if (!cachep)
1993                 goto oops;
1994         memset(cachep, 0, sizeof(struct kmem_cache));
1995
1996 #if DEBUG
1997         cachep->obj_size = size;
1998
1999         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2000                 /* redzoning only works with word aligned caches */
2001                 align = BYTES_PER_WORD;
2002
2003                 /* add space for red zone words */
2004                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2005                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2006         }
2007         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2008                 /* user store requires word alignment and
2009                  * one word storage behind the end of the real
2010                  * object.
2011                  */
2012                 align = BYTES_PER_WORD;
2013                 size += BYTES_PER_WORD;
2014         }
2015 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2016         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2017             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2018                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2019                 size = PAGE_SIZE;
2020         }
2021 #endif
2022 #endif
2023
2024         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
2025         if (size >= (PAGE_SIZE >> 3))
2026                 /*
2027                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2028                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2029                  */
2030                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2031
2032         size = ALIGN(size, align);
2033
2034         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2035
2036         if (!cachep->num) {
2037                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2038                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2039                 cachep = NULL;
2040                 goto oops;
2041         }
2042         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2043                           + sizeof(struct slab), align);
2044
2045         /*
2046          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2047          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2048          */
2049         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2050                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2051                 left_over -= slab_size;
2052         }
2053
2054         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2055                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2056                 slab_size =
2057                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2058         }
2059
2060         cachep->colour_off = cache_line_size();
2061         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2062         if (cachep->colour_off < align)
2063                 cachep->colour_off = align;
2064         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2065         cachep->slab_size = slab_size;
2066         cachep->flags = flags;
2067         cachep->gfpflags = 0;
2068         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2069                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2070         cachep->buffer_size = size;
2071
2072         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
2073                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2074         cachep->ctor = ctor;
2075         cachep->dtor = dtor;
2076         cachep->name = name;
2077
2078
2079         setup_cpu_cache(cachep);
2080
2081         /* cache setup completed, link it into the list */
2082         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2083 oops:
2084         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2085                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2086                       name);
2087         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2088         unlock_cpu_hotplug();
2089         return cachep;
2090 }
2091 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2092
2093 #if DEBUG
2094 static void check_irq_off(void)
2095 {
2096         BUG_ON(!irqs_disabled());
2097 }
2098
2099 static void check_irq_on(void)
2100 {
2101         BUG_ON(irqs_disabled());
2102 }
2103
2104 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2105 {
2106 #ifdef CONFIG_SMP
2107         check_irq_off();
2108         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2109 #endif
2110 }
2111
2112 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2113 {
2114 #ifdef CONFIG_SMP
2115         check_irq_off();
2116         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2117 #endif
2118 }
2119
2120 #else
2121 #define check_irq_off() do { } while(0)
2122 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2123 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2124 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2125 #endif
2126
2127 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2128                         struct array_cache *ac,
2129                         int force, int node);
2130
2131 static void do_drain(void *arg)
2132 {
2133         struct kmem_cache *cachep = arg;
2134         struct array_cache *ac;
2135         int node = numa_node_id();
2136
2137         check_irq_off();
2138         ac = cpu_cache_get(cachep);
2139         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2140         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2141         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2142         ac->avail = 0;
2143 }
2144
2145 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2146 {
2147         struct kmem_list3 *l3;
2148         int node;
2149
2150         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2151         check_irq_on();
2152         for_each_online_node(node) {
2153                 l3 = cachep->nodelists[node];
2154                 if (l3) {
2155                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2156                         if (l3->alien)
2157                                 drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2158                 }
2159         }
2160 }
2161
2162 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2163 {
2164         struct slab *slabp;
2165         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2166         int ret;
2167
2168         for (;;) {
2169                 struct list_head *p;
2170
2171                 p = l3->slabs_free.prev;
2172                 if (p == &l3->slabs_free)
2173                         break;
2174
2175                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2176 #if DEBUG
2177                 if (slabp->inuse)
2178                         BUG();
2179 #endif
2180                 list_del(&slabp->list);
2181
2182                 l3->free_objects -= cachep->num;
2183                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2184                 slab_destroy(cachep, slabp);
2185                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2186         }
2187         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2188         return ret;
2189 }
2190
2191 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2192 {
2193         int ret = 0, i = 0;
2194         struct kmem_list3 *l3;
2195
2196         drain_cpu_caches(cachep);
2197
2198         check_irq_on();
2199         for_each_online_node(i) {
2200                 l3 = cachep->nodelists[i];
2201                 if (l3) {
2202                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2203                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2204                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2205                 }
2206         }
2207         return (ret ? 1 : 0);
2208 }
2209
2210 /**
2211  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2212  * @cachep: The cache to shrink.
2213  *
2214  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2215  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2216  */
2217 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2218 {
2219         if (!cachep || in_interrupt())
2220                 BUG();
2221
2222         return __cache_shrink(cachep);
2223 }
2224 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2225
2226 /**
2227  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2228  * @cachep: the cache to destroy
2229  *
2230  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2231  * Returns 0 on success.
2232  *
2233  * It is expected this function will be called by a module when it is
2234  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2235  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2236  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2237  *
2238  * The cache must be empty before calling this function.
2239  *
2240  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2241  * during the kmem_cache_destroy().
2242  */
2243 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2244 {
2245         int i;
2246         struct kmem_list3 *l3;
2247
2248         if (!cachep || in_interrupt())
2249                 BUG();
2250
2251         /* Don't let CPUs to come and go */
2252         lock_cpu_hotplug();
2253
2254         /* Find the cache in the chain of caches. */
2255         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2256         /*
2257          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2258          */
2259         list_del(&cachep->next);
2260         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2261
2262         if (__cache_shrink(cachep)) {
2263                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2264                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2265                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2266                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2267                 unlock_cpu_hotplug();
2268                 return 1;
2269         }
2270
2271         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2272                 synchronize_rcu();
2273
2274         for_each_online_cpu(i)
2275             kfree(cachep->array[i]);
2276
2277         /* NUMA: free the list3 structures */
2278         for_each_online_node(i) {
2279                 l3 = cachep->nodelists[i];
2280                 if (l3) {
2281                         kfree(l3->shared);
2282                         free_alien_cache(l3->alien);
2283                         kfree(l3);
2284                 }
2285         }
2286         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2287         unlock_cpu_hotplug();
2288         return 0;
2289 }
2290 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2291
2292 /* Get the memory for a slab management obj. */
2293 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2294                                    int colour_off, gfp_t local_flags)
2295 {
2296         struct slab *slabp;
2297
2298         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2299                 /* Slab management obj is off-slab. */
2300                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
2301                 if (!slabp)
2302                         return NULL;
2303         } else {
2304                 slabp = objp + colour_off;
2305                 colour_off += cachep->slab_size;
2306         }
2307         slabp->inuse = 0;
2308         slabp->colouroff = colour_off;
2309         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2310         return slabp;
2311 }
2312
2313 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2314 {
2315         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2316 }
2317
2318 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2319                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2320 {
2321         int i;
2322
2323         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2324                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2325 #if DEBUG
2326                 /* need to poison the objs? */
2327                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2328                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2329                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2330                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2331
2332                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2333                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2334                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2335                 }
2336                 /*
2337                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2338                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2339                  * They must also be threaded.
2340                  */
2341                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2342                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2343                                      ctor_flags);
2344
2345                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2346                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2347                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2348                                            " end of an object");
2349                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2350                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2351                                            " start of an object");
2352                 }
2353                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2354                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2355                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2356                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2357 #else
2358                 if (cachep->ctor)
2359                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2360 #endif
2361                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2362         }
2363         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2364         slabp->free = 0;
2365 }
2366
2367 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2368 {
2369         if (flags & SLAB_DMA)
2370                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2371         else
2372                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2373 }
2374
2375 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2376                                 int nodeid)
2377 {
2378         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2379         kmem_bufctl_t next;
2380
2381         slabp->inuse++;
2382         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2383 #if DEBUG
2384         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2385         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2386 #endif
2387         slabp->free = next;
2388
2389         return objp;
2390 }
2391
2392 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2393                                 void *objp, int nodeid)
2394 {
2395         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2396
2397 #if DEBUG
2398         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2399         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2400
2401         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2402                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2403                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2404                 BUG();
2405         }
2406 #endif
2407         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2408         slabp->free = objnr;
2409         slabp->inuse--;
2410 }
2411
2412 static void set_slab_attr(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2413                         void *objp)
2414 {
2415         int i;
2416         struct page *page;
2417
2418         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2419         page = virt_to_page(objp);
2420
2421         i = 1;
2422         if (likely(!PageCompound(page)))
2423                 i <<= cachep->gfporder;
2424         do {
2425                 page_set_cache(page, cachep);
2426                 page_set_slab(page, slabp);
2427                 page++;
2428         } while (--i);
2429 }
2430
2431 /*
2432  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2433  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2434  */
2435 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2436 {
2437         struct slab *slabp;
2438         void *objp;
2439         size_t offset;
2440         gfp_t local_flags;
2441         unsigned long ctor_flags;
2442         struct kmem_list3 *l3;
2443
2444         /*
2445          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2446          * critical path in kmem_cache_alloc().
2447          */
2448         if (flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW))
2449                 BUG();
2450         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2451                 return 0;
2452
2453         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2454         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2455         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2456                 /*
2457                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2458                  * this - it might need to know...
2459                  */
2460                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2461
2462         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2463         check_irq_off();
2464         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2465         spin_lock(&l3->list_lock);
2466
2467         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2468         offset = l3->colour_next;
2469         l3->colour_next++;
2470         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2471                 l3->colour_next = 0;
2472         spin_unlock(&l3->list_lock);
2473
2474         offset *= cachep->colour_off;
2475
2476         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2477                 local_irq_enable();
2478
2479         /*
2480          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2481          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2482          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2483          * will eventually be caught here (where it matters).
2484          */
2485         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2486
2487         /*
2488          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2489          * 'nodeid'.
2490          */
2491         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2492         if (!objp)
2493                 goto failed;
2494
2495         /* Get slab management. */
2496         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags);
2497         if (!slabp)
2498                 goto opps1;
2499
2500         slabp->nodeid = nodeid;
2501         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2502
2503         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2504
2505         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2506                 local_irq_disable();
2507         check_irq_off();
2508         spin_lock(&l3->list_lock);
2509
2510         /* Make slab active. */
2511         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2512         STATS_INC_GROWN(cachep);
2513         l3->free_objects += cachep->num;
2514         spin_unlock(&l3->list_lock);
2515         return 1;
2516 opps1:
2517         kmem_freepages(cachep, objp);
2518 failed:
2519         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2520                 local_irq_disable();
2521         return 0;
2522 }
2523
2524 #if DEBUG
2525
2526 /*
2527  * Perform extra freeing checks:
2528  * - detect bad pointers.
2529  * - POISON/RED_ZONE checking
2530  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2531  */
2532 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2533 {
2534         struct page *page;
2535
2536         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2537                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2538                        (unsigned long)objp);
2539                 BUG();
2540         }
2541         page = virt_to_page(objp);
2542         if (!PageSlab(page)) {
2543                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2544                        (unsigned long)objp);
2545                 BUG();
2546         }
2547 }
2548
2549 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2550                                    void *caller)
2551 {
2552         struct page *page;
2553         unsigned int objnr;
2554         struct slab *slabp;
2555
2556         objp -= obj_offset(cachep);
2557         kfree_debugcheck(objp);
2558         page = virt_to_page(objp);
2559
2560         if (page_get_cache(page) != cachep) {
2561                 printk(KERN_ERR "mismatch in kmem_cache_free: expected "
2562                                 "cache %p, got %p\n",
2563                        page_get_cache(page), cachep);
2564                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2565                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", page_get_cache(page),
2566                        page_get_cache(page)->name);
2567                 WARN_ON(1);
2568         }
2569         slabp = page_get_slab(page);
2570
2571         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2572                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE ||
2573                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2574                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2575                                                 " object was overwritten");
2576                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, "
2577                                         "redzone 2:0x%lx.\n",
2578                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2579                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2580                 }
2581                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2582                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2583         }
2584         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2585                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2586
2587         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2588
2589         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2590         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2591
2592         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2593                 /*
2594                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2595                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2596                  * the cache-lock held.
2597                  */
2598                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2599                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2600         }
2601         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2602                 /* we want to cache poison the object,
2603                  * call the destruction callback
2604                  */
2605                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2606         }
2607         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2608 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2609                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2610                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2611                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2612                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2613                 } else {
2614                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2615                 }
2616 #else
2617                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2618 #endif
2619         }
2620         return objp;
2621 }
2622
2623 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2624 {
2625         kmem_bufctl_t i;
2626         int entries = 0;
2627
2628         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2629         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2630                 entries++;
2631                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2632                         goto bad;
2633         }
2634         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2635 bad:
2636                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2637                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2638                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2639                 for (i = 0;
2640                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2641                      i++) {
2642                         if (i % 16 == 0)
2643                                 printk("\n%03x:", i);
2644                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2645                 }
2646                 printk("\n");
2647                 BUG();
2648         }
2649 }
2650 #else
2651 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2652 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2653 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2654 #endif
2655
2656 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2657 {
2658         int batchcount;
2659         struct kmem_list3 *l3;
2660         struct array_cache *ac;
2661
2662         check_irq_off();
2663         ac = cpu_cache_get(cachep);
2664 retry:
2665         batchcount = ac->batchcount;
2666         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2667                 /*
2668                  * If there was little recent activity on this cache, then
2669                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2670                  * refill bouncing.
2671                  */
2672                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2673         }
2674         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2675
2676         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2677         spin_lock(&l3->list_lock);
2678
2679         if (l3->shared) {
2680                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2681                 if (shared_array->avail) {
2682                         if (batchcount > shared_array->avail)
2683                                 batchcount = shared_array->avail;
2684                         shared_array->avail -= batchcount;
2685                         ac->avail = batchcount;
2686                         memcpy(ac->entry,
2687                                &(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2688                                sizeof(void *) * batchcount);
2689                         shared_array->touched = 1;
2690                         goto alloc_done;
2691                 }
2692         }
2693         while (batchcount > 0) {
2694                 struct list_head *entry;
2695                 struct slab *slabp;
2696                 /* Get slab alloc is to come from. */
2697                 entry = l3->slabs_partial.next;
2698                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2699                         l3->free_touched = 1;
2700                         entry = l3->slabs_free.next;
2701                         if (entry == &l3->slabs_free)
2702                                 goto must_grow;
2703                 }
2704
2705                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2706                 check_slabp(cachep, slabp);
2707                 check_spinlock_acquired(cachep);
2708                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2709                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2710                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2711                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2712
2713                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2714                                                             numa_node_id());
2715                 }
2716                 check_slabp(cachep, slabp);
2717
2718                 /* move slabp to correct slabp list: */
2719                 list_del(&slabp->list);
2720                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2721                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2722                 else
2723                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2724         }
2725
2726 must_grow:
2727         l3->free_objects -= ac->avail;
2728 alloc_done:
2729         spin_unlock(&l3->list_lock);
2730
2731         if (unlikely(!ac->avail)) {
2732                 int x;
2733                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2734
2735                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2736                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2737                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2738                         return NULL;
2739
2740                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2741                         goto retry;
2742         }
2743         ac->touched = 1;
2744         return ac->entry[--ac->avail];
2745 }
2746
2747 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2748                                                 gfp_t flags)
2749 {
2750         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2751 #if DEBUG
2752         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2753 #endif
2754 }
2755
2756 #if DEBUG
2757 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2758                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
2759 {
2760         if (!objp)
2761                 return objp;
2762         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2763 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2764                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2765                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2766                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2767                 else
2768                         check_poison_obj(cachep, objp);
2769 #else
2770                 check_poison_obj(cachep, objp);
2771 #endif
2772                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2773         }
2774         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2775                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2776
2777         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2778                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2779                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2780                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2781                                                 " object was overwritten");
2782                         printk(KERN_ERR
2783                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
2784                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2785                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2786                 }
2787                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2788                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2789         }
2790         objp += obj_offset(cachep);
2791         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2792                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2793
2794                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2795                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2796
2797                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2798         }
2799         return objp;
2800 }
2801 #else
2802 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2803 #endif
2804
2805 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2806 {
2807         void *objp;
2808         struct array_cache *ac;
2809
2810 #ifdef CONFIG_NUMA
2811         if (unlikely(current->mempolicy && !in_interrupt())) {
2812                 int nid = slab_node(current->mempolicy);
2813
2814                 if (nid != numa_node_id())
2815                         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid);
2816         }
2817         if (unlikely(cpuset_do_slab_mem_spread() &&
2818                                         (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD) &&
2819                                         !in_interrupt())) {
2820                 int nid = cpuset_mem_spread_node();
2821
2822                 if (nid != numa_node_id())
2823                         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid);
2824         }
2825 #endif
2826
2827         check_irq_off();
2828         ac = cpu_cache_get(cachep);
2829         if (likely(ac->avail)) {
2830                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2831                 ac->touched = 1;
2832                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2833         } else {
2834                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2835                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2836         }
2837         return objp;
2838 }
2839
2840 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
2841                                                 gfp_t flags, void *caller)
2842 {
2843         unsigned long save_flags;
2844         void *objp;
2845
2846         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2847
2848         local_irq_save(save_flags);
2849         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2850         local_irq_restore(save_flags);
2851         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2852                                             caller);
2853         prefetchw(objp);
2854         return objp;
2855 }
2856
2857 #ifdef CONFIG_NUMA
2858 /*
2859  * A interface to enable slab creation on nodeid
2860  */
2861 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2862                                 int nodeid)
2863 {
2864         struct list_head *entry;
2865         struct slab *slabp;
2866         struct kmem_list3 *l3;
2867         void *obj;
2868         int x;
2869
2870         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2871         BUG_ON(!l3);
2872
2873 retry:
2874         check_irq_off();
2875         spin_lock(&l3->list_lock);
2876         entry = l3->slabs_partial.next;
2877         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2878                 l3->free_touched = 1;
2879                 entry = l3->slabs_free.next;
2880                 if (entry == &l3->slabs_free)
2881                         goto must_grow;
2882         }
2883
2884         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2885         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2886         check_slabp(cachep, slabp);
2887
2888         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2889         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2890         STATS_SET_HIGH(cachep);
2891
2892         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
2893
2894         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
2895         check_slabp(cachep, slabp);
2896         l3->free_objects--;
2897         /* move slabp to correct slabp list: */
2898         list_del(&slabp->list);
2899
2900         if (slabp->free == BUFCTL_END)
2901                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2902         else
2903                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2904
2905         spin_unlock(&l3->list_lock);
2906         goto done;
2907
2908 must_grow:
2909         spin_unlock(&l3->list_lock);
2910         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
2911
2912         if (!x)
2913                 return NULL;
2914
2915         goto retry;
2916 done:
2917         return obj;
2918 }
2919 #endif
2920
2921 /*
2922  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
2923  */
2924 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
2925                        int node)
2926 {
2927         int i;
2928         struct kmem_list3 *l3;
2929
2930         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2931                 void *objp = objpp[i];
2932                 struct slab *slabp;
2933
2934                 slabp = virt_to_slab(objp);
2935                 l3 = cachep->nodelists[node];
2936                 list_del(&slabp->list);
2937                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
2938                 check_slabp(cachep, slabp);
2939                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
2940                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2941                 l3->free_objects++;
2942                 check_slabp(cachep, slabp);
2943
2944                 /* fixup slab chains */
2945                 if (slabp->inuse == 0) {
2946                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
2947                                 l3->free_objects -= cachep->num;
2948                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2949                         } else {
2950                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
2951                         }
2952                 } else {
2953                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2954                          * partial list on free - maximum time for the
2955                          * other objects to be freed, too.
2956                          */
2957                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2958                 }
2959         }
2960 }
2961
2962 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
2963 {
2964         int batchcount;
2965         struct kmem_list3 *l3;
2966         int node = numa_node_id();
2967
2968         batchcount = ac->batchcount;
2969 #if DEBUG
2970         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2971 #endif
2972         check_irq_off();
2973         l3 = cachep->nodelists[node];
2974         spin_lock(&l3->list_lock);
2975         if (l3->shared) {
2976                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2977                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
2978                 if (max) {
2979                         if (batchcount > max)
2980                                 batchcount = max;
2981                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2982                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
2983                         shared_array->avail += batchcount;
2984                         goto free_done;
2985                 }
2986         }
2987
2988         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
2989 free_done:
2990 #if STATS
2991         {
2992                 int i = 0;
2993                 struct list_head *p;
2994
2995                 p = l3->slabs_free.next;
2996                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
2997                         struct slab *slabp;
2998
2999                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3000                         BUG_ON(slabp->inuse);
3001
3002                         i++;
3003                         p = p->next;
3004                 }
3005                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3006         }
3007 #endif
3008         spin_unlock(&l3->list_lock);
3009         ac->avail -= batchcount;
3010         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3011 }
3012
3013 /*
3014  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3015  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3016  */
3017 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3018 {
3019         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3020
3021         check_irq_off();
3022         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3023
3024         /* Make sure we are not freeing a object from another
3025          * node to the array cache on this cpu.
3026          */
3027 #ifdef CONFIG_NUMA
3028         {
3029                 struct slab *slabp;
3030                 slabp = virt_to_slab(objp);
3031                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
3032                         struct array_cache *alien = NULL;
3033                         int nodeid = slabp->nodeid;
3034                         struct kmem_list3 *l3;
3035
3036                         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
3037                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
3038                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
3039                                 alien = l3->alien[nodeid];
3040                                 spin_lock(&alien->lock);
3041                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit))
3042                                         __drain_alien_cache(cachep,
3043                                                             alien, nodeid);
3044                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
3045                                 spin_unlock(&alien->lock);
3046                         } else {
3047                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3048                                           list_lock);
3049                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
3050                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3051                                             list_lock);
3052                         }
3053                         return;
3054                 }
3055         }
3056 #endif
3057         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3058                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3059                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3060                 return;
3061         } else {
3062                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3063                 cache_flusharray(cachep, ac);
3064                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3065         }
3066 }
3067
3068 /**
3069  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3070  * @cachep: The cache to allocate from.
3071  * @flags: See kmalloc().
3072  *
3073  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3074  * if the cache has no available objects.
3075  */
3076 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3077 {
3078         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3079 }
3080 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3081
3082 /**
3083  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3084  *      be a slab entry.
3085  * @cachep: the cache we're checking against
3086  * @ptr: pointer to validate
3087  *
3088  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3089  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3090  * part of the slab cache in question, but it at least
3091  * validates that the pointer can be dereferenced and
3092  * looks half-way sane.
3093  *
3094  * Currently only used for dentry validation.
3095  */
3096 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3097 {
3098         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3099         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3100         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3101         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3102         struct page *page;
3103
3104         if (unlikely(addr < min_addr))
3105                 goto out;
3106         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3107                 goto out;
3108         if (unlikely(addr & align_mask))
3109                 goto out;
3110         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3111                 goto out;
3112         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3113                 goto out;
3114         page = virt_to_page(ptr);
3115         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3116                 goto out;
3117         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3118                 goto out;
3119         return 1;
3120 out:
3121         return 0;
3122 }
3123
3124 #ifdef CONFIG_NUMA
3125 /**
3126  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3127  * @cachep: The cache to allocate from.
3128  * @flags: See kmalloc().
3129  * @nodeid: node number of the target node.
3130  *
3131  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3132  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3133  * can improve the performance for cpu bound structures.
3134  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3135  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3136  */
3137 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3138 {
3139         unsigned long save_flags;
3140         void *ptr;
3141
3142         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3143         local_irq_save(save_flags);
3144
3145         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3146                         !cachep->nodelists[nodeid])
3147                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3148         else
3149                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3150         local_irq_restore(save_flags);
3151
3152         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3153                                            __builtin_return_address(0));
3154
3155         return ptr;
3156 }
3157 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3158
3159 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3160 {
3161         struct kmem_cache *cachep;
3162
3163         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3164         if (unlikely(cachep == NULL))
3165                 return NULL;
3166         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3167 }
3168 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3169 #endif
3170
3171 /**
3172  * kmalloc - allocate memory
3173  * @size: how many bytes of memory are required.
3174  * @flags: the type of memory to allocate.
3175  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3176  *
3177  * kmalloc is the normal method of allocating memory
3178  * in the kernel.
3179  *
3180  * The @flags argument may be one of:
3181  *
3182  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
3183  *
3184  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
3185  *
3186  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
3187  *
3188  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
3189  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
3190  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
3191  * from the first 16MB.
3192  */
3193 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3194                                           void *caller)
3195 {
3196         struct kmem_cache *cachep;
3197
3198         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3199          * __ with kmem_.
3200          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3201          * functions.
3202          */
3203         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3204         if (unlikely(cachep == NULL))
3205                 return NULL;
3206         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3207 }
3208
3209 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3210
3211 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3212 {
3213         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3214 }
3215 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3216
3217 #else
3218
3219 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3220 {
3221         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3222 }
3223 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3224
3225 #endif
3226
3227 #ifdef CONFIG_SMP
3228 /**
3229  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3230  * cpu in the system, zeroing them.
3231  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3232  *
3233  * @size: how many bytes of memory are required.
3234  */
3235 void *__alloc_percpu(size_t size)
3236 {
3237         int i;
3238         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3239
3240         if (!pdata)
3241                 return NULL;
3242
3243         /*
3244          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3245          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3246          * that we have allocated then....
3247          */
3248         for_each_cpu(i) {
3249                 int node = cpu_to_node(i);
3250
3251                 if (node_online(node))
3252                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3253                 else
3254                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3255
3256                 if (!pdata->ptrs[i])
3257                         goto unwind_oom;
3258                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3259         }
3260
3261         /* Catch derefs w/o wrappers */
3262         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3263
3264 unwind_oom:
3265         while (--i >= 0) {
3266                 if (!cpu_possible(i))
3267                         continue;
3268                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3269         }
3270         kfree(pdata);
3271         return NULL;
3272 }
3273 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3274 #endif
3275
3276 /**
3277  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3278  * @cachep: The cache the allocation was from.
3279  * @objp: The previously allocated object.
3280  *
3281  * Free an object which was previously allocated from this
3282  * cache.
3283  */
3284 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3285 {
3286         unsigned long flags;
3287
3288         local_irq_save(flags);
3289         __cache_free(cachep, objp);
3290         local_irq_restore(flags);
3291 }
3292 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3293
3294 /**
3295  * kfree - free previously allocated memory
3296  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3297  *
3298  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3299  *
3300  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3301  * or you will run into trouble.
3302  */
3303 void kfree(const void *objp)
3304 {
3305         struct kmem_cache *c;
3306         unsigned long flags;
3307
3308         if (unlikely(!objp))
3309                 return;
3310         local_irq_save(flags);
3311         kfree_debugcheck(objp);
3312         c = virt_to_cache(objp);
3313         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3314         __cache_free(c, (void *)objp);
3315         local_irq_restore(flags);
3316 }
3317 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3318
3319 #ifdef CONFIG_SMP
3320 /**
3321  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3322  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3323  *
3324  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3325  * The complemented objp is to check for that.
3326  */
3327 void free_percpu(const void *objp)
3328 {
3329         int i;
3330         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3331
3332         /*
3333          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3334          */
3335         for_each_cpu(i)
3336             kfree(p->ptrs[i]);
3337         kfree(p);
3338 }
3339 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3340 #endif
3341
3342 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3343 {
3344         return obj_size(cachep);
3345 }
3346 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3347
3348 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3349 {
3350         return cachep->name;
3351 }
3352 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3353
3354 /*
3355  * This initializes kmem_list3 for all nodes.
3356  */
3357 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3358 {
3359         int node;
3360         struct kmem_list3 *l3;
3361         int err = 0;
3362
3363         for_each_online_node(node) {
3364                 struct array_cache *nc = NULL, *new;
3365                 struct array_cache **new_alien = NULL;
3366 #ifdef CONFIG_NUMA
3367                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3368                 if (!new_alien)
3369                         goto fail;
3370 #endif
3371                 new = alloc_arraycache(node, cachep->shared*cachep->batchcount,
3372                                         0xbaadf00d);
3373                 if (!new)
3374                         goto fail;
3375                 l3 = cachep->nodelists[node];
3376                 if (l3) {
3377                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3378
3379                         nc = cachep->nodelists[node]->shared;
3380                         if (nc)
3381                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
3382
3383                         l3->shared = new;
3384                         if (!cachep->nodelists[node]->alien) {
3385                                 l3->alien = new_alien;
3386                                 new_alien = NULL;
3387                         }
3388                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3389                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3390                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3391                         kfree(nc);
3392                         free_alien_cache(new_alien);
3393                         continue;
3394                 }
3395                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3396                 if (!l3)
3397                         goto fail;
3398
3399                 kmem_list3_init(l3);
3400                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3401                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3402                 l3->shared = new;
3403                 l3->alien = new_alien;
3404                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3405                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3406                 cachep->nodelists[node] = l3;
3407         }
3408         return err;
3409 fail:
3410         err = -ENOMEM;
3411         return err;
3412 }
3413
3414 struct ccupdate_struct {
3415         struct kmem_cache *cachep;
3416         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3417 };
3418
3419 static void do_ccupdate_local(void *info)
3420 {
3421         struct ccupdate_struct *new = info;
3422         struct array_cache *old;
3423
3424         check_irq_off();
3425         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3426
3427         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3428         new->new[smp_processor_id()] = old;
3429 }
3430
3431 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3432 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3433                                 int batchcount, int shared)
3434 {
3435         struct ccupdate_struct new;
3436         int i, err;
3437
3438         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3439         for_each_online_cpu(i) {
3440                 new.new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3441                                                 batchcount);
3442                 if (!new.new[i]) {
3443                         for (i--; i >= 0; i--)
3444                                 kfree(new.new[i]);
3445                         return -ENOMEM;
3446                 }
3447         }
3448         new.cachep = cachep;
3449
3450         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)&new, 1, 1);
3451
3452         check_irq_on();
3453         cachep->batchcount = batchcount;
3454         cachep->limit = limit;
3455         cachep->shared = shared;
3456
3457         for_each_online_cpu(i) {
3458                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3459                 if (!ccold)
3460                         continue;
3461                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3462                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3463                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3464                 kfree(ccold);
3465         }
3466
3467         err = alloc_kmemlist(cachep);
3468         if (err) {
3469                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3470                        cachep->name, -err);
3471                 BUG();
3472         }
3473         return 0;
3474 }
3475
3476 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3477 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3478 {
3479         int err;
3480         int limit, shared;
3481
3482         /*
3483          * The head array serves three purposes:
3484          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3485          * - reduce the number of spinlock operations.
3486          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3487          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3488          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3489          * Bonwick.
3490          */
3491         if (cachep->buffer_size > 131072)
3492                 limit = 1;
3493         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3494                 limit = 8;
3495         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3496                 limit = 24;
3497         else if (cachep->buffer_size > 256)
3498                 limit = 54;
3499         else
3500                 limit = 120;
3501
3502         /*
3503          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3504          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3505          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3506          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3507          * replaces Bonwick's magazine layer.
3508          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3509          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3510          */
3511         shared = 0;
3512 #ifdef CONFIG_SMP
3513         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3514                 shared = 8;
3515 #endif
3516
3517 #if DEBUG
3518         /*
3519          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3520          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3521          */
3522         if (limit > 32)
3523                 limit = 32;
3524 #endif
3525         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3526         if (err)
3527                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3528                        cachep->name, -err);
3529 }
3530
3531 /*
3532  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3533  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3534  * if drain_array() is used on the shared array.
3535  */
3536 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3537                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3538 {
3539         int tofree;
3540
3541         if (!ac || !ac->avail)
3542                 return;
3543         if (ac->touched && !force) {
3544                 ac->touched = 0;
3545         } else {
3546                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3547                 if (ac->avail) {
3548                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3549                         if (tofree > ac->avail)
3550                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3551                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3552                         ac->avail -= tofree;
3553                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3554                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3555                 }
3556                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3557         }
3558 }
3559
3560 /**
3561  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3562  * @unused: unused parameter
3563  *
3564  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3565  * Purpose:
3566  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3567  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3568  *
3569  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3570  * again on the next iteration.
3571  */
3572 static void cache_reap(void *unused)
3573 {
3574         struct list_head *walk;
3575         struct kmem_list3 *l3;
3576         int node = numa_node_id();
3577
3578         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3579                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3580                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3581                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3582                 return;
3583         }
3584
3585         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3586                 struct kmem_cache *searchp;
3587                 struct list_head *p;
3588                 int tofree;
3589                 struct slab *slabp;
3590
3591                 searchp = list_entry(walk, struct kmem_cache, next);
3592                 check_irq_on();
3593
3594                 /*
3595                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3596                  * have established with reasonable certainty that
3597                  * we can do some work if the lock was obtained.
3598                  */
3599                 l3 = searchp->nodelists[node];
3600
3601                 reap_alien(searchp, l3);
3602
3603                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3604
3605                 /*
3606                  * These are racy checks but it does not matter
3607                  * if we skip one check or scan twice.
3608                  */
3609                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3610                         goto next;
3611
3612                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3613
3614                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3615
3616                 if (l3->free_touched) {
3617                         l3->free_touched = 0;
3618                         goto next;
3619                 }
3620
3621                 tofree = (l3->free_limit + 5 * searchp->num - 1) /
3622                                 (5 * searchp->num);
3623                 do {
3624                         /*
3625                          * Do not lock if there are no free blocks.
3626                          */
3627                         if (list_empty(&l3->slabs_free))
3628                                 break;
3629
3630                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3631                         p = l3->slabs_free.next;
3632                         if (p == &(l3->slabs_free)) {
3633                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3634                                 break;
3635                         }
3636
3637                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3638                         BUG_ON(slabp->inuse);
3639                         list_del(&slabp->list);
3640                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3641
3642                         /*
3643                          * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
3644                          * to the cache. searchp cannot disappear, we hold
3645                          * cache_chain_lock
3646                          */
3647                         l3->free_objects -= searchp->num;
3648                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3649                         slab_destroy(searchp, slabp);
3650                 } while (--tofree > 0);
3651 next:
3652                 cond_resched();
3653         }
3654         check_irq_on();
3655         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3656         next_reap_node();
3657         /* Set up the next iteration */
3658         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3659 }
3660
3661 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3662
3663 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3664 {
3665         /*
3666          * Output format version, so at least we can change it
3667          * without _too_ many complaints.
3668          */
3669 #if STATS
3670         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3671 #else
3672         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3673 #endif
3674         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3675                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3676         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3677         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3678 #if STATS
3679         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3680                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees>");
3681         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3682 #endif
3683         seq_putc(m, '\n');
3684 }
3685
3686 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3687 {
3688         loff_t n = *pos;
3689         struct list_head *p;
3690
3691         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3692         if (!n)
3693                 print_slabinfo_header(m);
3694         p = cache_chain.next;
3695         while (n--) {
3696                 p = p->next;
3697                 if (p == &cache_chain)
3698                         return NULL;
3699         }
3700         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3701 }
3702
3703 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3704 {
3705         struct kmem_cache *cachep = p;
3706         ++*pos;
3707         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3708                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3709 }
3710
3711 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3712 {
3713         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3714 }
3715
3716 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3717 {
3718         struct kmem_cache *cachep = p;
3719         struct list_head *q;
3720         struct slab *slabp;
3721         unsigned long active_objs;
3722         unsigned long num_objs;
3723         unsigned long active_slabs = 0;
3724         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3725         const char *name;
3726         char *error = NULL;
3727         int node;
3728         struct kmem_list3 *l3;
3729
3730         active_objs = 0;
3731         num_slabs = 0;
3732         for_each_online_node(node) {
3733                 l3 = cachep->nodelists[node];
3734                 if (!l3)
3735                         continue;
3736
3737                 check_irq_on();
3738                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3739
3740                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
3741                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3742                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3743                                 error = "slabs_full accounting error";
3744                         active_objs += cachep->num;
3745                         active_slabs++;
3746                 }
3747                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
3748                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3749                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3750                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3751                         if (!slabp->inuse && !error)
3752                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3753                         active_objs += slabp->inuse;
3754                         active_slabs++;
3755                 }
3756                 list_for_each(q, &l3->slabs_free) {
3757                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3758                         if (slabp->inuse && !error)
3759                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3760                         num_slabs++;
3761                 }
3762                 free_objects += l3->free_objects;
3763                 if (l3->shared)
3764                         shared_avail += l3->shared->avail;
3765
3766                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3767         }
3768         num_slabs += active_slabs;
3769         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3770         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3771                 error = "free_objects accounting error";
3772
3773         name = cachep->name;
3774         if (error)
3775                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3776
3777         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3778                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3779                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3780         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3781                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3782         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3783                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3784 #if STATS
3785         {                       /* list3 stats */
3786                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3787                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3788                 unsigned long grown = cachep->grown;
3789                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3790                 unsigned long errors = cachep->errors;
3791                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3792                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3793                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3794
3795                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3796                                 %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
3797                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
3798                                 node_frees);
3799         }
3800         /* cpu stats */
3801         {
3802                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3803                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3804                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3805                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3806
3807                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3808                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3809         }
3810 #endif
3811         seq_putc(m, '\n');
3812         return 0;
3813 }
3814
3815 /*
3816  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3817  *
3818  * Output layout:
3819  * cache-name
3820  * num-active-objs
3821  * total-objs
3822  * object size
3823  * num-active-slabs
3824  * total-slabs
3825  * num-pages-per-slab
3826  * + further values on SMP and with statistics enabled
3827  */
3828
3829 struct seq_operations slabinfo_op = {
3830         .start = s_start,
3831         .next = s_next,
3832         .stop = s_stop,
3833         .show = s_show,
3834 };
3835
3836 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3837 /**
3838  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3839  * @file: unused
3840  * @buffer: user buffer
3841  * @count: data length
3842  * @ppos: unused
3843  */
3844 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3845                        size_t count, loff_t *ppos)
3846 {
3847         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3848         int limit, batchcount, shared, res;
3849         struct list_head *p;
3850
3851         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3852                 return -EINVAL;
3853         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3854                 return -EFAULT;
3855         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3856
3857         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3858         if (!tmp)
3859                 return -EINVAL;
3860         *tmp = '\0';
3861         tmp++;
3862         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3863                 return -EINVAL;
3864
3865         /* Find the cache in the chain of caches. */
3866         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3867         res = -EINVAL;
3868         list_for_each(p, &cache_chain) {
3869                 struct kmem_cache *cachep;
3870
3871                 cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3872                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3873                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
3874                                         batchcount > limit || shared < 0) {
3875                                 res = 0;
3876                         } else {
3877                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3878                                                        batchcount, shared);
3879                         }
3880                         break;
3881                 }
3882         }
3883         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3884         if (res >= 0)
3885                 res = count;
3886         return res;
3887 }
3888 #endif
3889
3890 /**
3891  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
3892  * @objp: Pointer to the object
3893  *
3894  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
3895  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
3896  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
3897  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
3898  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
3899  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
3900  * must not be freed during the duration of the call.
3901  */
3902 unsigned int ksize(const void *objp)
3903 {
3904         if (unlikely(objp == NULL))
3905                 return 0;
3906
3907         return obj_size(virt_to_cache(objp));
3908 }