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