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