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