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