kmemleak: Add the slab memory allocation/freeing hooks
[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
118 #include        <asm/cacheflush.h>
119 #include        <asm/tlbflush.h>
120 #include        <asm/page.h>
121
122 /*
123  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
124  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
125  *
126  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
127  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
128  *
129  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
130  */
131
132 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
133 #define DEBUG           1
134 #define STATS           1
135 #define FORCED_DEBUG    1
136 #else
137 #define DEBUG           0
138 #define STATS           0
139 #define FORCED_DEBUG    0
140 #endif
141
142 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
143 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
144 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
145
146 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
147 /*
148  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
149  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
150  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
151  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
152  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
153  * ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
154  * Note that increasing this value may disable some debug features.
155  */
156 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
157 #endif
158
159 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
160 /*
161  * Enforce a minimum alignment for all caches.
162  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
163  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
164  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
165  * some debug features.
166  */
167 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
168 #endif
169
170 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
171 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
172 #endif
173
174 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
175 #if DEBUG
176 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
177                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
178                          SLAB_CACHE_DMA | \
179                          SLAB_STORE_USER | \
180                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
181                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
182                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE)
183 #else
184 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
185                          SLAB_CACHE_DMA | \
186                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
187                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
188                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE)
189 #endif
190
191 /*
192  * kmem_bufctl_t:
193  *
194  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
195  * linked offsets.
196  *
197  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
198  * slab an object belongs to.
199  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
200  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
201  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
202  * that does not use off-slab slabs.
203  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
204  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
205  * to have too many per slab.
206  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
207  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
208  */
209
210 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
211 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
212 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
213 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
214 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
215
216 /*
217  * struct slab
218  *
219  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
220  * for a slab, or allocated from an general cache.
221  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
222  */
223 struct slab {
224         struct list_head list;
225         unsigned long colouroff;
226         void *s_mem;            /* including colour offset */
227         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
228         kmem_bufctl_t free;
229         unsigned short nodeid;
230 };
231
232 /*
233  * struct slab_rcu
234  *
235  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
236  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
237  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
238  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
239  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
240  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
241  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
242  *
243  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
244  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
245  *
246  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
247  */
248 struct slab_rcu {
249         struct rcu_head head;
250         struct kmem_cache *cachep;
251         void *addr;
252 };
253
254 /*
255  * struct array_cache
256  *
257  * Purpose:
258  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
259  * - reduce the number of linked list operations
260  * - reduce spinlock operations
261  *
262  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
263  * footprint.
264  *
265  */
266 struct array_cache {
267         unsigned int avail;
268         unsigned int limit;
269         unsigned int batchcount;
270         unsigned int touched;
271         spinlock_t lock;
272         void *entry[];  /*
273                          * Must have this definition in here for the proper
274                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
275                          * the entries.
276                          */
277 };
278
279 /*
280  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
281  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
282  */
283 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
284 struct arraycache_init {
285         struct array_cache cache;
286         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
287 };
288
289 /*
290  * The slab lists for all objects.
291  */
292 struct kmem_list3 {
293         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
294         struct list_head slabs_full;
295         struct list_head slabs_free;
296         unsigned long free_objects;
297         unsigned int free_limit;
298         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
299         spinlock_t list_lock;
300         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
301         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
302         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
303         int free_touched;               /* updated without locking */
304 };
305
306 /*
307  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
308  */
309 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
310 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
311 #define CACHE_CACHE 0
312 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
313 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
314
315 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
316                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
317 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
318                         int node);
319 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
320 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
321
322 /*
323  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
324  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
325  */
326 static __always_inline int index_of(const size_t size)
327 {
328         extern void __bad_size(void);
329
330         if (__builtin_constant_p(size)) {
331                 int i = 0;
332
333 #define CACHE(x) \
334         if (size <=x) \
335                 return i; \
336         else \
337                 i++;
338 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
339 #undef CACHE
340                 __bad_size();
341         } else
342                 __bad_size();
343         return 0;
344 }
345
346 static int slab_early_init = 1;
347
348 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
349 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
350
351 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
352 {
353         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
354         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
355         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
356         parent->shared = NULL;
357         parent->alien = NULL;
358         parent->colour_next = 0;
359         spin_lock_init(&parent->list_lock);
360         parent->free_objects = 0;
361         parent->free_touched = 0;
362 }
363
364 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
365         do {                                                            \
366                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
367                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
368         } while (0)
369
370 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
371         do {                                                            \
372         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
373         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
374         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
375         } while (0)
376
377 /*
378  * struct kmem_cache
379  *
380  * manages a cache.
381  */
382
383 struct kmem_cache {
384 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
385         struct array_cache *array[NR_CPUS];
386 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
387         unsigned int batchcount;
388         unsigned int limit;
389         unsigned int shared;
390
391         unsigned int buffer_size;
392         u32 reciprocal_buffer_size;
393 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
394
395         unsigned int flags;             /* constant flags */
396         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
397
398 /* 4) cache_grow/shrink */
399         /* order of pgs per slab (2^n) */
400         unsigned int gfporder;
401
402         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
403         gfp_t gfpflags;
404
405         size_t colour;                  /* cache colouring range */
406         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
407         struct kmem_cache *slabp_cache;
408         unsigned int slab_size;
409         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
410
411         /* constructor func */
412         void (*ctor)(void *obj);
413
414 /* 5) cache creation/removal */
415         const char *name;
416         struct list_head next;
417
418 /* 6) statistics */
419 #if STATS
420         unsigned long num_active;
421         unsigned long num_allocations;
422         unsigned long high_mark;
423         unsigned long grown;
424         unsigned long reaped;
425         unsigned long errors;
426         unsigned long max_freeable;
427         unsigned long node_allocs;
428         unsigned long node_frees;
429         unsigned long node_overflow;
430         atomic_t allochit;
431         atomic_t allocmiss;
432         atomic_t freehit;
433         atomic_t freemiss;
434 #endif
435 #if DEBUG
436         /*
437          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
438          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
439          * object size including these internal fields, the following two
440          * variables contain the offset to the user object and its size.
441          */
442         int obj_offset;
443         int obj_size;
444 #endif
445         /*
446          * We put nodelists[] at the end of kmem_cache, because we want to size
447          * this array to nr_node_ids slots instead of MAX_NUMNODES
448          * (see kmem_cache_init())
449          * We still use [MAX_NUMNODES] and not [1] or [0] because cache_cache
450          * is statically defined, so we reserve the max number of nodes.
451          */
452         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
453         /*
454          * Do not add fields after nodelists[]
455          */
456 };
457
458 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
459 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
460
461 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
462 /*
463  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
464  * cpucache drain/refill cycles.
465  *
466  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
467  * which could lock up otherwise freeable slabs.
468  */
469 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
470 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
471
472 #if STATS
473 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
474 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
475 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
476 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
477 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
478 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
479         do {                                                            \
480                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
481                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
482         } while (0)
483 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
484 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
485 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
486 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
487 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
488         do {                                                            \
489                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
490                         (x)->max_freeable = i;                          \
491         } while (0)
492 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
493 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
494 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
495 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
496 #else
497 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
498 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
499 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
500 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
501 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
502 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
503 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
504 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
505 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
506 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
507 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
508 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
509 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
510 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
511 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
512 #endif
513
514 #if DEBUG
515
516 /*
517  * memory layout of objects:
518  * 0            : objp
519  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
520  *              the end of an object is aligned with the end of the real
521  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
522  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
523  *              redzone word.
524  * cachep->obj_offset: The real object.
525  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
526  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
527  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
528  */
529 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
530 {
531         return cachep->obj_offset;
532 }
533
534 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
535 {
536         return cachep->obj_size;
537 }
538
539 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
540 {
541         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
542         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
543                                       sizeof(unsigned long long));
544 }
545
546 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
547 {
548         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
549         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
550                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
551                                               sizeof(unsigned long long) -
552                                               REDZONE_ALIGN);
553         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
554                                        sizeof(unsigned long long));
555 }
556
557 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
558 {
559         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
560         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
561 }
562
563 #else
564
565 #define obj_offset(x)                   0
566 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
567 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
568 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
569 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
570
571 #endif
572
573 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
574 size_t slab_buffer_size(struct kmem_cache *cachep)
575 {
576         return cachep->buffer_size;
577 }
578 EXPORT_SYMBOL(slab_buffer_size);
579 #endif
580
581 /*
582  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
583  */
584 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
585 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
586 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
587
588 /*
589  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
590  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
591  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
592  */
593 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
594 {
595         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
596 }
597
598 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
599 {
600         page = compound_head(page);
601         BUG_ON(!PageSlab(page));
602         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
603 }
604
605 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
606 {
607         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
608 }
609
610 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
611 {
612         BUG_ON(!PageSlab(page));
613         return (struct slab *)page->lru.prev;
614 }
615
616 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
617 {
618         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
619         return page_get_cache(page);
620 }
621
622 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
623 {
624         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
625         return page_get_slab(page);
626 }
627
628 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
629                                  unsigned int idx)
630 {
631         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
632 }
633
634 /*
635  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
636  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
637  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
638  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
639  */
640 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
641                                         const struct slab *slab, void *obj)
642 {
643         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
644         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
645 }
646
647 /*
648  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
649  */
650 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
651 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
652 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
653         CACHE(ULONG_MAX)
654 #undef CACHE
655 };
656 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
657
658 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
659 struct cache_names {
660         char *name;
661         char *name_dma;
662 };
663
664 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
665 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
666 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
667         {NULL,}
668 #undef CACHE
669 };
670
671 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
672     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
673 static struct arraycache_init initarray_generic =
674     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
675
676 /* internal cache of cache description objs */
677 static struct kmem_cache cache_cache = {
678         .batchcount = 1,
679         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
680         .shared = 1,
681         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
682         .name = "kmem_cache",
683 };
684
685 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
686
687 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
688
689 /*
690  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
691  * for other slabs "off slab".
692  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
693  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
694  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
695  *
696  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
697  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
698  * then comes back up during hotplug
699  */
700 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
701 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
702
703 static inline void init_lock_keys(void)
704
705 {
706         int q;
707         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
708
709         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
710                 for_each_node(q) {
711                         struct array_cache **alc;
712                         int r;
713                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
714                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
715                                 continue;
716                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
717                         alc = l3->alien;
718                         /*
719                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
720                          * should go away when common slab code is taught to
721                          * work even without alien caches.
722                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
723                          * for alloc_alien_cache,
724                          */
725                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
726                                 continue;
727                         for_each_node(r) {
728                                 if (alc[r])
729                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
730                                              &on_slab_alc_key);
731                         }
732                 }
733                 s++;
734         }
735 }
736 #else
737 static inline void init_lock_keys(void)
738 {
739 }
740 #endif
741
742 /*
743  * Guard access to the cache-chain.
744  */
745 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
746 static struct list_head cache_chain;
747
748 /*
749  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
750  * until the general caches are up.
751  */
752 static enum {
753         NONE,
754         PARTIAL_AC,
755         PARTIAL_L3,
756         FULL
757 } g_cpucache_up;
758
759 /*
760  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
761  */
762 int slab_is_available(void)
763 {
764         return g_cpucache_up == FULL;
765 }
766
767 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
768
769 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
770 {
771         return cachep->array[smp_processor_id()];
772 }
773
774 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
775                                                         gfp_t gfpflags)
776 {
777         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
778
779 #if DEBUG
780         /* This happens if someone tries to call
781          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
782          * the generic caches are initialized.
783          */
784         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
785 #endif
786         if (!size)
787                 return ZERO_SIZE_PTR;
788
789         while (size > csizep->cs_size)
790                 csizep++;
791
792         /*
793          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
794          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
795          * for large kmalloc calls required.
796          */
797 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
798         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
799                 return csizep->cs_dmacachep;
800 #endif
801         return csizep->cs_cachep;
802 }
803
804 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
805 {
806         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
807 }
808
809 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
810 {
811         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
812 }
813
814 /*
815  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
816  */
817 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
818                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
819                            unsigned int *num)
820 {
821         int nr_objs;
822         size_t mgmt_size;
823         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
824
825         /*
826          * The slab management structure can be either off the slab or
827          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
828          * slab is used for:
829          *
830          * - The struct slab
831          * - One kmem_bufctl_t for each object
832          * - Padding to respect alignment of @align
833          * - @buffer_size bytes for each object
834          *
835          * If the slab management structure is off the slab, then the
836          * alignment will already be calculated into the size. Because
837          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
838          * correct alignment when allocated.
839          */
840         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
841                 mgmt_size = 0;
842                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
843
844                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
845                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
846         } else {
847                 /*
848                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
849                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
850                  * least @align. In the worst case, this result will
851                  * be one greater than the number of objects that fit
852                  * into the memory allocation when taking the padding
853                  * into account.
854                  */
855                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
856                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
857
858                 /*
859                  * This calculated number will be either the right
860                  * amount, or one greater than what we want.
861                  */
862                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
863                        > slab_size)
864                         nr_objs--;
865
866                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
867                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
868
869                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
870         }
871         *num = nr_objs;
872         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
873 }
874
875 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
876
877 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
878                         char *msg)
879 {
880         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
881                function, cachep->name, msg);
882         dump_stack();
883 }
884
885 /*
886  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
887  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
888  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
889  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
890  * line
891   */
892
893 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
894 static int numa_platform __read_mostly = 1;
895 static int __init noaliencache_setup(char *s)
896 {
897         use_alien_caches = 0;
898         return 1;
899 }
900 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
901
902 #ifdef CONFIG_NUMA
903 /*
904  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
905  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
906  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
907  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
908  */
909 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
910
911 static void init_reap_node(int cpu)
912 {
913         int node;
914
915         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
916         if (node == MAX_NUMNODES)
917                 node = first_node(node_online_map);
918
919         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
920 }
921
922 static void next_reap_node(void)
923 {
924         int node = __get_cpu_var(reap_node);
925
926         node = next_node(node, node_online_map);
927         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
928                 node = first_node(node_online_map);
929         __get_cpu_var(reap_node) = node;
930 }
931
932 #else
933 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
934 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
935 #endif
936
937 /*
938  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
939  * via the workqueue/eventd.
940  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
941  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
942  * lock.
943  */
944 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
945 {
946         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
947
948         /*
949          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
950          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
951          * at that time.
952          */
953         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
954                 init_reap_node(cpu);
955                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
956                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
957                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
958         }
959 }
960
961 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
962                                             int batchcount)
963 {
964         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
965         struct array_cache *nc = NULL;
966
967         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
968         /*
969          * The array_cache structures contain pointers to free object.
970          * However, when such objects are allocated or transfered to another
971          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
972          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
973          * not scan such objects.
974          */
975         kmemleak_no_scan(nc);
976         if (nc) {
977                 nc->avail = 0;
978                 nc->limit = entries;
979                 nc->batchcount = batchcount;
980                 nc->touched = 0;
981                 spin_lock_init(&nc->lock);
982         }
983         return nc;
984 }
985
986 /*
987  * Transfer objects in one arraycache to another.
988  * Locking must be handled by the caller.
989  *
990  * Return the number of entries transferred.
991  */
992 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
993                 struct array_cache *from, unsigned int max)
994 {
995         /* Figure out how many entries to transfer */
996         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
997
998         if (!nr)
999                 return 0;
1000
1001         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
1002                         sizeof(void *) *nr);
1003
1004         from->avail -= nr;
1005         to->avail += nr;
1006         to->touched = 1;
1007         return nr;
1008 }
1009
1010 #ifndef CONFIG_NUMA
1011
1012 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1013 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1014
1015 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1016 {
1017         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1018 }
1019
1020 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1021 {
1022 }
1023
1024 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1025 {
1026         return 0;
1027 }
1028
1029 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1030                 gfp_t flags)
1031 {
1032         return NULL;
1033 }
1034
1035 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1036                  gfp_t flags, int nodeid)
1037 {
1038         return NULL;
1039 }
1040
1041 #else   /* CONFIG_NUMA */
1042
1043 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1044 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1045
1046 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1047 {
1048         struct array_cache **ac_ptr;
1049         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1050         int i;
1051
1052         if (limit > 1)
1053                 limit = 12;
1054         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1055         if (ac_ptr) {
1056                 for_each_node(i) {
1057                         if (i == node || !node_online(i)) {
1058                                 ac_ptr[i] = NULL;
1059                                 continue;
1060                         }
1061                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1062                         if (!ac_ptr[i]) {
1063                                 for (i--; i >= 0; i--)
1064                                         kfree(ac_ptr[i]);
1065                                 kfree(ac_ptr);
1066                                 return NULL;
1067                         }
1068                 }
1069         }
1070         return ac_ptr;
1071 }
1072
1073 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1074 {
1075         int i;
1076
1077         if (!ac_ptr)
1078                 return;
1079         for_each_node(i)
1080             kfree(ac_ptr[i]);
1081         kfree(ac_ptr);
1082 }
1083
1084 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1085                                 struct array_cache *ac, int node)
1086 {
1087         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1088
1089         if (ac->avail) {
1090                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1091                 /*
1092                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1093                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1094                  * into the free lists and getting them back later.
1095                  */
1096                 if (rl3->shared)
1097                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1098
1099                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1100                 ac->avail = 0;
1101                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1102         }
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1107  */
1108 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1109 {
1110         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1111
1112         if (l3->alien) {
1113                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1114
1115                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1116                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1117                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1118                 }
1119         }
1120 }
1121
1122 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1123                                 struct array_cache **alien)
1124 {
1125         int i = 0;
1126         struct array_cache *ac;
1127         unsigned long flags;
1128
1129         for_each_online_node(i) {
1130                 ac = alien[i];
1131                 if (ac) {
1132                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1133                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1134                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1135                 }
1136         }
1137 }
1138
1139 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1140 {
1141         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1142         int nodeid = slabp->nodeid;
1143         struct kmem_list3 *l3;
1144         struct array_cache *alien = NULL;
1145         int node;
1146
1147         node = numa_node_id();
1148
1149         /*
1150          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1151          * cache on this cpu.
1152          */
1153         if (likely(slabp->nodeid == node))
1154                 return 0;
1155
1156         l3 = cachep->nodelists[node];
1157         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1158         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1159                 alien = l3->alien[nodeid];
1160                 spin_lock(&alien->lock);
1161                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1162                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1163                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1164                 }
1165                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1166                 spin_unlock(&alien->lock);
1167         } else {
1168                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1169                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1170                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1171         }
1172         return 1;
1173 }
1174 #endif
1175
1176 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1177 {
1178         struct kmem_cache *cachep;
1179         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1180         int node = cpu_to_node(cpu);
1181         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1182
1183         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1184                 struct array_cache *nc;
1185                 struct array_cache *shared;
1186                 struct array_cache **alien;
1187
1188                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1189                 nc = cachep->array[cpu];
1190                 cachep->array[cpu] = NULL;
1191                 l3 = cachep->nodelists[node];
1192
1193                 if (!l3)
1194                         goto free_array_cache;
1195
1196                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1197
1198                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1199                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1200                 if (nc)
1201                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1202
1203                 if (!cpus_empty(*mask)) {
1204                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1205                         goto free_array_cache;
1206                 }
1207
1208                 shared = l3->shared;
1209                 if (shared) {
1210                         free_block(cachep, shared->entry,
1211                                    shared->avail, node);
1212                         l3->shared = NULL;
1213                 }
1214
1215                 alien = l3->alien;
1216                 l3->alien = NULL;
1217
1218                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1219
1220                 kfree(shared);
1221                 if (alien) {
1222                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1223                         free_alien_cache(alien);
1224                 }
1225 free_array_cache:
1226                 kfree(nc);
1227         }
1228         /*
1229          * In the previous loop, all the objects were freed to
1230          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1231          * shrink each nodelist to its limit.
1232          */
1233         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1234                 l3 = cachep->nodelists[node];
1235                 if (!l3)
1236                         continue;
1237                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1238         }
1239 }
1240
1241 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1242 {
1243         struct kmem_cache *cachep;
1244         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1245         int node = cpu_to_node(cpu);
1246         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1247
1248         /*
1249          * We need to do this right in the beginning since
1250          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1251          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1252          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1253          */
1254
1255         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1256                 /*
1257                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1258                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1259                  * node has not already allocated this
1260                  */
1261                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1262                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1263                         if (!l3)
1264                                 goto bad;
1265                         kmem_list3_init(l3);
1266                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1267                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1268
1269                         /*
1270                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1271                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1272                          * protection here.
1273                          */
1274                         cachep->nodelists[node] = l3;
1275                 }
1276
1277                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1278                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1279                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1280                         cachep->batchcount + cachep->num;
1281                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1282         }
1283
1284         /*
1285          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1286          * array caches
1287          */
1288         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1289                 struct array_cache *nc;
1290                 struct array_cache *shared = NULL;
1291                 struct array_cache **alien = NULL;
1292
1293                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1294                                         cachep->batchcount);
1295                 if (!nc)
1296                         goto bad;
1297                 if (cachep->shared) {
1298                         shared = alloc_arraycache(node,
1299                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1300                                 0xbaadf00d);
1301                         if (!shared) {
1302                                 kfree(nc);
1303                                 goto bad;
1304                         }
1305                 }
1306                 if (use_alien_caches) {
1307                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1308                         if (!alien) {
1309                                 kfree(shared);
1310                                 kfree(nc);
1311                                 goto bad;
1312                         }
1313                 }
1314                 cachep->array[cpu] = nc;
1315                 l3 = cachep->nodelists[node];
1316                 BUG_ON(!l3);
1317
1318                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1319                 if (!l3->shared) {
1320                         /*
1321                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1322                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1323                          */
1324                         l3->shared = shared;
1325                         shared = NULL;
1326                 }
1327 #ifdef CONFIG_NUMA
1328                 if (!l3->alien) {
1329                         l3->alien = alien;
1330                         alien = NULL;
1331                 }
1332 #endif
1333                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1334                 kfree(shared);
1335                 free_alien_cache(alien);
1336         }
1337         return 0;
1338 bad:
1339         cpuup_canceled(cpu);
1340         return -ENOMEM;
1341 }
1342
1343 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1344                                     unsigned long action, void *hcpu)
1345 {
1346         long cpu = (long)hcpu;
1347         int err = 0;
1348
1349         switch (action) {
1350         case CPU_UP_PREPARE:
1351         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1352                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1353                 err = cpuup_prepare(cpu);
1354                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1355                 break;
1356         case CPU_ONLINE:
1357         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1358                 start_cpu_timer(cpu);
1359                 break;
1360 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1361         case CPU_DOWN_PREPARE:
1362         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1363                 /*
1364                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1365                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1366                  * anything expensive but will only modify reap_work
1367                  * and reschedule the timer.
1368                 */
1369                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(reap_work, cpu));
1370                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1371                 per_cpu(reap_work, cpu).work.func = NULL;
1372                 break;
1373         case CPU_DOWN_FAILED:
1374         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1375                 start_cpu_timer(cpu);
1376                 break;
1377         case CPU_DEAD:
1378         case CPU_DEAD_FROZEN:
1379                 /*
1380                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1381                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1382                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1383                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1384                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1385                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1386                  */
1387                 /* fall through */
1388 #endif
1389         case CPU_UP_CANCELED:
1390         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1391                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1392                 cpuup_canceled(cpu);
1393                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1394                 break;
1395         }
1396         return err ? NOTIFY_BAD : NOTIFY_OK;
1397 }
1398
1399 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1400         &cpuup_callback, NULL, 0
1401 };
1402
1403 /*
1404  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1405  */
1406 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1407                         int nodeid)
1408 {
1409         struct kmem_list3 *ptr;
1410
1411         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1412         BUG_ON(!ptr);
1413
1414         local_irq_disable();
1415         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1416         /*
1417          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1418          */
1419         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1420
1421         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1422         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1423         local_irq_enable();
1424 }
1425
1426 /*
1427  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1428  * size of kmem_list3.
1429  */
1430 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1431 {
1432         int node;
1433
1434         for_each_online_node(node) {
1435                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1436                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1437                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1438                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1439         }
1440 }
1441
1442 /*
1443  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1444  * before smp_init().
1445  */
1446 void __init kmem_cache_init(void)
1447 {
1448         size_t left_over;
1449         struct cache_sizes *sizes;
1450         struct cache_names *names;
1451         int i;
1452         int order;
1453         int node;
1454
1455         if (num_possible_nodes() == 1) {
1456                 use_alien_caches = 0;
1457                 numa_platform = 0;
1458         }
1459
1460         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1461                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1462                 if (i < MAX_NUMNODES)
1463                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1464         }
1465         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1466
1467         /*
1468          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1469          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1470          */
1471         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1472                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1473
1474         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1475          * from caches that do not exist yet:
1476          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1477          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1478          *    cache_cache is statically allocated.
1479          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1480          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1481          *    array at the end of the bootstrap.
1482          * 2) Create the first kmalloc cache.
1483          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1484          *    An __init data area is used for the head array.
1485          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1486          *    head arrays.
1487          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1488          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1489          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1490          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1491          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1492          */
1493
1494         node = numa_node_id();
1495
1496         /* 1) create the cache_cache */
1497         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1498         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1499         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1500         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1501         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1502
1503         /*
1504          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1505          * can be less than MAX_NUMNODES.
1506          */
1507         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1508                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1509 #if DEBUG
1510         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1511 #endif
1512         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1513                                         cache_line_size());
1514         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1515                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1516
1517         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1518                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1519                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1520                 if (cache_cache.num)
1521                         break;
1522         }
1523         BUG_ON(!cache_cache.num);
1524         cache_cache.gfporder = order;
1525         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1526         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1527                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1528
1529         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1530         sizes = malloc_sizes;
1531         names = cache_names;
1532
1533         /*
1534          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1535          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1536          * bug.
1537          */
1538
1539         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1540                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1541                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1542                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1543                                         NULL);
1544
1545         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1546                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1547                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1548                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1549                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1550                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1551                                 NULL);
1552         }
1553
1554         slab_early_init = 0;
1555
1556         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1557                 /*
1558                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1559                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1560                  * eliminates "false sharing".
1561                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1562                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1563                  */
1564                 if (!sizes->cs_cachep) {
1565                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1566                                         sizes->cs_size,
1567                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1568                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1569                                         NULL);
1570                 }
1571 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1572                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1573                                         names->name_dma,
1574                                         sizes->cs_size,
1575                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1576                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1577                                                 SLAB_PANIC,
1578                                         NULL);
1579 #endif
1580                 sizes++;
1581                 names++;
1582         }
1583         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1584         {
1585                 struct array_cache *ptr;
1586
1587                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1588
1589                 local_irq_disable();
1590                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1591                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1592                        sizeof(struct arraycache_init));
1593                 /*
1594                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1595                  */
1596                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1597
1598                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1599                 local_irq_enable();
1600
1601                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1602
1603                 local_irq_disable();
1604                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1605                        != &initarray_generic.cache);
1606                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1607                        sizeof(struct arraycache_init));
1608                 /*
1609                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1610                  */
1611                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1612
1613                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1614                     ptr;
1615                 local_irq_enable();
1616         }
1617         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1618         {
1619                 int nid;
1620
1621                 for_each_online_node(nid) {
1622                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1623
1624                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1625                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1626
1627                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1628                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1629                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1630                         }
1631                 }
1632         }
1633
1634         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1635         {
1636                 struct kmem_cache *cachep;
1637                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1638                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1639                         if (enable_cpucache(cachep))
1640                                 BUG();
1641                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1642         }
1643
1644         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1645         init_lock_keys();
1646
1647
1648         /* Done! */
1649         g_cpucache_up = FULL;
1650
1651         /*
1652          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1653          * cpu_cache_get for all new cpus
1654          */
1655         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1656
1657         /*
1658          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1659          * of the kernel is not yet operational.
1660          */
1661 }
1662
1663 static int __init cpucache_init(void)
1664 {
1665         int cpu;
1666
1667         /*
1668          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1669          */
1670         for_each_online_cpu(cpu)
1671                 start_cpu_timer(cpu);
1672         return 0;
1673 }
1674 __initcall(cpucache_init);
1675
1676 /*
1677  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1678  *
1679  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1680  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1681  * would be relatively rare and ignorable.
1682  */
1683 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1684 {
1685         struct page *page;
1686         int nr_pages;
1687         int i;
1688
1689 #ifndef CONFIG_MMU
1690         /*
1691          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1692          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1693          */
1694         flags |= __GFP_COMP;
1695 #endif
1696
1697         flags |= cachep->gfpflags;
1698         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1699                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1700
1701         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1702         if (!page)
1703                 return NULL;
1704
1705         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1706         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1707                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1708                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1709         else
1710                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1711                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1712         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1713                 __SetPageSlab(page + i);
1714         return page_address(page);
1715 }
1716
1717 /*
1718  * Interface to system's page release.
1719  */
1720 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1721 {
1722         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1723         struct page *page = virt_to_page(addr);
1724         const unsigned long nr_freed = i;
1725
1726         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1727                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1728                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1729         else
1730                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1731                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1732         while (i--) {
1733                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1734                 __ClearPageSlab(page);
1735                 page++;
1736         }
1737         if (current->reclaim_state)
1738                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1739         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1740 }
1741
1742 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1743 {
1744         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1745         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1746
1747         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1748         if (OFF_SLAB(cachep))
1749                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1750 }
1751
1752 #if DEBUG
1753
1754 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1755 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1756                             unsigned long caller)
1757 {
1758         int size = obj_size(cachep);
1759
1760         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1761
1762         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1763                 return;
1764
1765         *addr++ = 0x12345678;
1766         *addr++ = caller;
1767         *addr++ = smp_processor_id();
1768         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1769         {
1770                 unsigned long *sptr = &caller;
1771                 unsigned long svalue;
1772
1773                 while (!kstack_end(sptr)) {
1774                         svalue = *sptr++;
1775                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1776                                 *addr++ = svalue;
1777                                 size -= sizeof(unsigned long);
1778                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1779                                         break;
1780                         }
1781                 }
1782
1783         }
1784         *addr++ = 0x87654321;
1785 }
1786 #endif
1787
1788 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1789 {
1790         int size = obj_size(cachep);
1791         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1792
1793         memset(addr, val, size);
1794         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1795 }
1796
1797 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1798 {
1799         int i;
1800         unsigned char error = 0;
1801         int bad_count = 0;
1802
1803         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1804         for (i = 0; i < limit; i++) {
1805                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1806                         error = data[offset + i];
1807                         bad_count++;
1808                 }
1809                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1810         }
1811         printk("\n");
1812
1813         if (bad_count == 1) {
1814                 error ^= POISON_FREE;
1815                 if (!(error & (error - 1))) {
1816                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1817                                         "bad RAM.\n");
1818 #ifdef CONFIG_X86
1819                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1820                                         "test tool.\n");
1821 #else
1822                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1823 #endif
1824                 }
1825         }
1826 }
1827 #endif
1828
1829 #if DEBUG
1830
1831 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1832 {
1833         int i, size;
1834         char *realobj;
1835
1836         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1837                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1838                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1839                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1840         }
1841
1842         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1843                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1844                         *dbg_userword(cachep, objp));
1845                 print_symbol("(%s)",
1846                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1847                 printk("\n");
1848         }
1849         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1850         size = obj_size(cachep);
1851         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1852                 int limit;
1853                 limit = 16;
1854                 if (i + limit > size)
1855                         limit = size - i;
1856                 dump_line(realobj, i, limit);
1857         }
1858 }
1859
1860 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1861 {
1862         char *realobj;
1863         int size, i;
1864         int lines = 0;
1865
1866         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1867         size = obj_size(cachep);
1868
1869         for (i = 0; i < size; i++) {
1870                 char exp = POISON_FREE;
1871                 if (i == size - 1)
1872                         exp = POISON_END;
1873                 if (realobj[i] != exp) {
1874                         int limit;
1875                         /* Mismatch ! */
1876                         /* Print header */
1877                         if (lines == 0) {
1878                                 printk(KERN_ERR
1879                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1880                                         cachep->name, realobj, size);
1881                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1882                         }
1883                         /* Hexdump the affected line */
1884                         i = (i / 16) * 16;
1885                         limit = 16;
1886                         if (i + limit > size)
1887                                 limit = size - i;
1888                         dump_line(realobj, i, limit);
1889                         i += 16;
1890                         lines++;
1891                         /* Limit to 5 lines */
1892                         if (lines > 5)
1893                                 break;
1894                 }
1895         }
1896         if (lines != 0) {
1897                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1898                  * exist:
1899                  */
1900                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1901                 unsigned int objnr;
1902
1903                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1904                 if (objnr) {
1905                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1906                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1907                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1908                                realobj, size);
1909                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1910                 }
1911                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1912                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1913                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1914                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1915                                realobj, size);
1916                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1917                 }
1918         }
1919 }
1920 #endif
1921
1922 #if DEBUG
1923 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1924 {
1925         int i;
1926         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1927                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1928
1929                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1930 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1931                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1932                                         OFF_SLAB(cachep))
1933                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1934                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1935                         else
1936                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1937 #else
1938                         check_poison_obj(cachep, objp);
1939 #endif
1940                 }
1941                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1942                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1943                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1944                                            "was overwritten");
1945                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1946                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1947                                            "was overwritten");
1948                 }
1949         }
1950 }
1951 #else
1952 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1953 {
1954 }
1955 #endif
1956
1957 /**
1958  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1959  * @cachep: cache pointer being destroyed
1960  * @slabp: slab pointer being destroyed
1961  *
1962  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1963  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1964  * cache-lock is not held/needed.
1965  */
1966 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1967 {
1968         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1969
1970         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
1971         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1972                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1973
1974                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1975                 slab_rcu->cachep = cachep;
1976                 slab_rcu->addr = addr;
1977                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1978         } else {
1979                 kmem_freepages(cachep, addr);
1980                 if (OFF_SLAB(cachep))
1981                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1982         }
1983 }
1984
1985 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1986 {
1987         int i;
1988         struct kmem_list3 *l3;
1989
1990         for_each_online_cpu(i)
1991             kfree(cachep->array[i]);
1992
1993         /* NUMA: free the list3 structures */
1994         for_each_online_node(i) {
1995                 l3 = cachep->nodelists[i];
1996                 if (l3) {
1997                         kfree(l3->shared);
1998                         free_alien_cache(l3->alien);
1999                         kfree(l3);
2000                 }
2001         }
2002         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2003 }
2004
2005
2006 /**
2007  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2008  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2009  * @size: size of objects to be created in this cache.
2010  * @align: required alignment for the objects.
2011  * @flags: slab allocation flags
2012  *
2013  * Also calculates the number of objects per slab.
2014  *
2015  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2016  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2017  * towards high-order requests, this should be changed.
2018  */
2019 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2020                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2021 {
2022         unsigned long offslab_limit;
2023         size_t left_over = 0;
2024         int gfporder;
2025
2026         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2027                 unsigned int num;
2028                 size_t remainder;
2029
2030                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2031                 if (!num)
2032                         continue;
2033
2034                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2035                         /*
2036                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2037                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2038                          * looping condition in cache_grow().
2039                          */
2040                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2041                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2042
2043                         if (num > offslab_limit)
2044                                 break;
2045                 }
2046
2047                 /* Found something acceptable - save it away */
2048                 cachep->num = num;
2049                 cachep->gfporder = gfporder;
2050                 left_over = remainder;
2051
2052                 /*
2053                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2054                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2055                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2056                  */
2057                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2058                         break;
2059
2060                 /*
2061                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2062                  * currently bad for the gfp()s.
2063                  */
2064                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2065                         break;
2066
2067                 /*
2068                  * Acceptable internal fragmentation?
2069                  */
2070                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2071                         break;
2072         }
2073         return left_over;
2074 }
2075
2076 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2077 {
2078         if (g_cpucache_up == FULL)
2079                 return enable_cpucache(cachep);
2080
2081         if (g_cpucache_up == NONE) {
2082                 /*
2083                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2084                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2085                  * further caches will BUG().
2086                  */
2087                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2088
2089                 /*
2090                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2091                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2092                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2093                  */
2094                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2095                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2096                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2097                 else
2098                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2099         } else {
2100                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2101                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2102
2103                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2104                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2105                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2106                 } else {
2107                         int node;
2108                         for_each_online_node(node) {
2109                                 cachep->nodelists[node] =
2110                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2111                                                 GFP_KERNEL, node);
2112                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2113                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2114                         }
2115                 }
2116         }
2117         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2118                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2119                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2120
2121         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2122         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2123         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2124         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2125         cachep->batchcount = 1;
2126         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2127         return 0;
2128 }
2129
2130 /**
2131  * kmem_cache_create - Create a cache.
2132  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2133  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2134  * @align: The required alignment for the objects.
2135  * @flags: SLAB flags
2136  * @ctor: A constructor for the objects.
2137  *
2138  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2139  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2140  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2141  *
2142  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2143  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2144  * Note that kmem_cache_name() is not guaranteed to return the same pointer,
2145  * therefore applications must manage it themselves.
2146  *
2147  * The flags are
2148  *
2149  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2150  * to catch references to uninitialised memory.
2151  *
2152  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2153  * for buffer overruns.
2154  *
2155  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2156  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2157  * as davem.
2158  */
2159 struct kmem_cache *
2160 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2161         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2162 {
2163         size_t left_over, slab_size, ralign;
2164         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2165
2166         /*
2167          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2168          */
2169         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2170             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2171                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __func__,
2172                                 name);
2173                 BUG();
2174         }
2175
2176         /*
2177          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2178          * cpu_online_mask as well.  Please see cpuup_callback
2179          */
2180         get_online_cpus();
2181         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2182
2183         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2184                 char tmp;
2185                 int res;
2186
2187                 /*
2188                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2189                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2190                  * area of the module.  Print a warning.
2191                  */
2192                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2193                 if (res) {
2194                         printk(KERN_ERR
2195                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2196                                pc->buffer_size);
2197                         continue;
2198                 }
2199
2200                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2201                         printk(KERN_ERR
2202                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2203                         dump_stack();
2204                         goto oops;
2205                 }
2206         }
2207
2208 #if DEBUG
2209         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2210 #if FORCED_DEBUG
2211         /*
2212          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2213          * large objects, if the increased size would increase the object size
2214          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2215          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2216          */
2217         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2218                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2219                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2220         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2221                 flags |= SLAB_POISON;
2222 #endif
2223         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2224                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2225 #endif
2226         /*
2227          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2228          * isn't available.
2229          */
2230         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2231
2232         /*
2233          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2234          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2235          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2236          */
2237         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2238                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2239                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2240         }
2241
2242         /* calculate the final buffer alignment: */
2243
2244         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2245         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2246                 /*
2247                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2248                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2249                  * one cacheline.
2250                  */
2251                 ralign = cache_line_size();
2252                 while (size <= ralign / 2)
2253                         ralign /= 2;
2254         } else {
2255                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2256         }
2257
2258         /*
2259          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2260          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2261          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2262          */
2263         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2264                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2265
2266         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2267                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2268                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2269                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2270                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2271                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2272         }
2273
2274         /* 2) arch mandated alignment */
2275         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2276                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2277         }
2278         /* 3) caller mandated alignment */
2279         if (ralign < align) {
2280                 ralign = align;
2281         }
2282         /* disable debug if necessary */
2283         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2284                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2285         /*
2286          * 4) Store it.
2287          */
2288         align = ralign;
2289
2290         /* Get cache's description obj. */
2291         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, GFP_KERNEL);
2292         if (!cachep)
2293                 goto oops;
2294
2295 #if DEBUG
2296         cachep->obj_size = size;
2297
2298         /*
2299          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2300          * into align above.
2301          */
2302         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2303                 /* add space for red zone words */
2304                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2305                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2306         }
2307         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2308                 /* user store requires one word storage behind the end of
2309                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2310                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2311                  */
2312                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2313                         size += REDZONE_ALIGN;
2314                 else
2315                         size += BYTES_PER_WORD;
2316         }
2317 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2318         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2319             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2320                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2321                 size = PAGE_SIZE;
2322         }
2323 #endif
2324 #endif
2325
2326         /*
2327          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2328          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2329          * it too early on.)
2330          */
2331         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2332                 /*
2333                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2334                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2335                  */
2336                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2337
2338         size = ALIGN(size, align);
2339
2340         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2341
2342         if (!cachep->num) {
2343                 printk(KERN_ERR
2344                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2345                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2346                 cachep = NULL;
2347                 goto oops;
2348         }
2349         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2350                           + sizeof(struct slab), align);
2351
2352         /*
2353          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2354          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2355          */
2356         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2357                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2358                 left_over -= slab_size;
2359         }
2360
2361         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2362                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2363                 slab_size =
2364                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2365         }
2366
2367         cachep->colour_off = cache_line_size();
2368         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2369         if (cachep->colour_off < align)
2370                 cachep->colour_off = align;
2371         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2372         cachep->slab_size = slab_size;
2373         cachep->flags = flags;
2374         cachep->gfpflags = 0;
2375         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2376                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2377         cachep->buffer_size = size;
2378         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2379
2380         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2381                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2382                 /*
2383                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2384                  * But since we go off slab only for object size greater than
2385                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2386                  * this should not happen at all.
2387                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2388                  */
2389                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2390         }
2391         cachep->ctor = ctor;
2392         cachep->name = name;
2393
2394         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2395                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2396                 cachep = NULL;
2397                 goto oops;
2398         }
2399
2400         /* cache setup completed, link it into the list */
2401         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2402 oops:
2403         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2404                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2405                       name);
2406         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2407         put_online_cpus();
2408         return cachep;
2409 }
2410 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2411
2412 #if DEBUG
2413 static void check_irq_off(void)
2414 {
2415         BUG_ON(!irqs_disabled());
2416 }
2417
2418 static void check_irq_on(void)
2419 {
2420         BUG_ON(irqs_disabled());
2421 }
2422
2423 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2424 {
2425 #ifdef CONFIG_SMP
2426         check_irq_off();
2427         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2428 #endif
2429 }
2430
2431 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2432 {
2433 #ifdef CONFIG_SMP
2434         check_irq_off();
2435         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2436 #endif
2437 }
2438
2439 #else
2440 #define check_irq_off() do { } while(0)
2441 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2442 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2443 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2444 #endif
2445
2446 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2447                         struct array_cache *ac,
2448                         int force, int node);
2449
2450 static void do_drain(void *arg)
2451 {
2452         struct kmem_cache *cachep = arg;
2453         struct array_cache *ac;
2454         int node = numa_node_id();
2455
2456         check_irq_off();
2457         ac = cpu_cache_get(cachep);
2458         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2459         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2460         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2461         ac->avail = 0;
2462 }
2463
2464 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2465 {
2466         struct kmem_list3 *l3;
2467         int node;
2468
2469         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2470         check_irq_on();
2471         for_each_online_node(node) {
2472                 l3 = cachep->nodelists[node];
2473                 if (l3 && l3->alien)
2474                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2475         }
2476
2477         for_each_online_node(node) {
2478                 l3 = cachep->nodelists[node];
2479                 if (l3)
2480                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2481         }
2482 }
2483
2484 /*
2485  * Remove slabs from the list of free slabs.
2486  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2487  *
2488  * Returns the actual number of slabs released.
2489  */
2490 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2491                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2492 {
2493         struct list_head *p;
2494         int nr_freed;
2495         struct slab *slabp;
2496
2497         nr_freed = 0;
2498         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2499
2500                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2501                 p = l3->slabs_free.prev;
2502                 if (p == &l3->slabs_free) {
2503                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2504                         goto out;
2505                 }
2506
2507                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2508 #if DEBUG
2509                 BUG_ON(slabp->inuse);
2510 #endif
2511                 list_del(&slabp->list);
2512                 /*
2513                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2514                  * to the cache.
2515                  */
2516                 l3->free_objects -= cache->num;
2517                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2518                 slab_destroy(cache, slabp);
2519                 nr_freed++;
2520         }
2521 out:
2522         return nr_freed;
2523 }
2524
2525 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2526 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2527 {
2528         int ret = 0, i = 0;
2529         struct kmem_list3 *l3;
2530
2531         drain_cpu_caches(cachep);
2532
2533         check_irq_on();
2534         for_each_online_node(i) {
2535                 l3 = cachep->nodelists[i];
2536                 if (!l3)
2537                         continue;
2538
2539                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2540
2541                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2542                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2543         }
2544         return (ret ? 1 : 0);
2545 }
2546
2547 /**
2548  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2549  * @cachep: The cache to shrink.
2550  *
2551  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2552  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2553  */
2554 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2555 {
2556         int ret;
2557         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2558
2559         get_online_cpus();
2560         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2561         ret = __cache_shrink(cachep);
2562         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2563         put_online_cpus();
2564         return ret;
2565 }
2566 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2567
2568 /**
2569  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2570  * @cachep: the cache to destroy
2571  *
2572  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2573  *
2574  * It is expected this function will be called by a module when it is
2575  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2576  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2577  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2578  *
2579  * The cache must be empty before calling this function.
2580  *
2581  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2582  * during the kmem_cache_destroy().
2583  */
2584 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2585 {
2586         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2587
2588         /* Find the cache in the chain of caches. */
2589         get_online_cpus();
2590         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2591         /*
2592          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2593          */
2594         list_del(&cachep->next);
2595         if (__cache_shrink(cachep)) {
2596                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2597                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2598                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2599                 put_online_cpus();
2600                 return;
2601         }
2602
2603         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2604                 synchronize_rcu();
2605
2606         __kmem_cache_destroy(cachep);
2607         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2608         put_online_cpus();
2609 }
2610 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2611
2612 /*
2613  * Get the memory for a slab management obj.
2614  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2615  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2616  * come from the same cache which is getting created because,
2617  * when we are searching for an appropriate cache for these
2618  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2619  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2620  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2621  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2622  */
2623 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2624                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2625                                    int nodeid)
2626 {
2627         struct slab *slabp;
2628
2629         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2630                 /* Slab management obj is off-slab. */
2631                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2632                                               local_flags, nodeid);
2633                 /*
2634                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2635                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2636                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2637                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2638                  */
2639                 kmemleak_scan_area(slabp, offsetof(struct slab, list),
2640                                    sizeof(struct list_head), local_flags);
2641                 if (!slabp)
2642                         return NULL;
2643         } else {
2644                 slabp = objp + colour_off;
2645                 colour_off += cachep->slab_size;
2646         }
2647         slabp->inuse = 0;
2648         slabp->colouroff = colour_off;
2649         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2650         slabp->nodeid = nodeid;
2651         slabp->free = 0;
2652         return slabp;
2653 }
2654
2655 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2656 {
2657         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2658 }
2659
2660 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2661                             struct slab *slabp)
2662 {
2663         int i;
2664
2665         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2666                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2667 #if DEBUG
2668                 /* need to poison the objs? */
2669                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2670                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2671                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2672                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2673
2674                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2675                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2676                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2677                 }
2678                 /*
2679                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2680                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2681                  * They must also be threaded.
2682                  */
2683                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2684                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2685
2686                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2687                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2688                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2689                                            " end of an object");
2690                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2691                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2692                                            " start of an object");
2693                 }
2694                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2695                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2696                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2697                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2698 #else
2699                 if (cachep->ctor)
2700                         cachep->ctor(objp);
2701 #endif
2702                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2703         }
2704         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2705 }
2706
2707 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2708 {
2709         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2710                 if (flags & GFP_DMA)
2711                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2712                 else
2713                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2714         }
2715 }
2716
2717 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2718                                 int nodeid)
2719 {
2720         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2721         kmem_bufctl_t next;
2722
2723         slabp->inuse++;
2724         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2725 #if DEBUG
2726         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2727         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2728 #endif
2729         slabp->free = next;
2730
2731         return objp;
2732 }
2733
2734 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2735                                 void *objp, int nodeid)
2736 {
2737         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2738
2739 #if DEBUG
2740         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2741         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2742
2743         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2744                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2745                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2746                 BUG();
2747         }
2748 #endif
2749         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2750         slabp->free = objnr;
2751         slabp->inuse--;
2752 }
2753
2754 /*
2755  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2756  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2757  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2758  */
2759 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2760                            void *addr)
2761 {
2762         int nr_pages;
2763         struct page *page;
2764
2765         page = virt_to_page(addr);
2766
2767         nr_pages = 1;
2768         if (likely(!PageCompound(page)))
2769                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2770
2771         do {
2772                 page_set_cache(page, cache);
2773                 page_set_slab(page, slab);
2774                 page++;
2775         } while (--nr_pages);
2776 }
2777
2778 /*
2779  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2780  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2781  */
2782 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2783                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2784 {
2785         struct slab *slabp;
2786         size_t offset;
2787         gfp_t local_flags;
2788         struct kmem_list3 *l3;
2789
2790         /*
2791          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2792          * critical path in kmem_cache_alloc().
2793          */
2794         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2795         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2796
2797         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2798         check_irq_off();
2799         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2800         spin_lock(&l3->list_lock);
2801
2802         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2803         offset = l3->colour_next;
2804         l3->colour_next++;
2805         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2806                 l3->colour_next = 0;
2807         spin_unlock(&l3->list_lock);
2808
2809         offset *= cachep->colour_off;
2810
2811         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2812                 local_irq_enable();
2813
2814         /*
2815          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2816          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2817          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2818          * will eventually be caught here (where it matters).
2819          */
2820         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2821
2822         /*
2823          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2824          * 'nodeid'.
2825          */
2826         if (!objp)
2827                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2828         if (!objp)
2829                 goto failed;
2830
2831         /* Get slab management. */
2832         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2833                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2834         if (!slabp)
2835                 goto opps1;
2836
2837         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2838
2839         cache_init_objs(cachep, slabp);
2840
2841         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2842                 local_irq_disable();
2843         check_irq_off();
2844         spin_lock(&l3->list_lock);
2845
2846         /* Make slab active. */
2847         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2848         STATS_INC_GROWN(cachep);
2849         l3->free_objects += cachep->num;
2850         spin_unlock(&l3->list_lock);
2851         return 1;
2852 opps1:
2853         kmem_freepages(cachep, objp);
2854 failed:
2855         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2856                 local_irq_disable();
2857         return 0;
2858 }
2859
2860 #if DEBUG
2861
2862 /*
2863  * Perform extra freeing checks:
2864  * - detect bad pointers.
2865  * - POISON/RED_ZONE checking
2866  */
2867 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2868 {
2869         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2870                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2871                        (unsigned long)objp);
2872                 BUG();
2873         }
2874 }
2875
2876 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2877 {
2878         unsigned long long redzone1, redzone2;
2879
2880         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2881         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2882
2883         /*
2884          * Redzone is ok.
2885          */
2886         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2887                 return;
2888
2889         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2890                 slab_error(cache, "double free detected");
2891         else
2892                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2893
2894         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2895                         obj, redzone1, redzone2);
2896 }
2897
2898 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2899                                    void *caller)
2900 {
2901         struct page *page;
2902         unsigned int objnr;
2903         struct slab *slabp;
2904
2905         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2906
2907         objp -= obj_offset(cachep);
2908         kfree_debugcheck(objp);
2909         page = virt_to_head_page(objp);
2910
2911         slabp = page_get_slab(page);
2912
2913         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2914                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2915                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2916                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2917         }
2918         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2919                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2920
2921         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2922
2923         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2924         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2925
2926 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2927         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2928 #endif
2929         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2930 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2931                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2932                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2933                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2934                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2935                 } else {
2936                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2937                 }
2938 #else
2939                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2940 #endif
2941         }
2942         return objp;
2943 }
2944
2945 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2946 {
2947         kmem_bufctl_t i;
2948         int entries = 0;
2949
2950         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2951         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2952                 entries++;
2953                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2954                         goto bad;
2955         }
2956         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2957 bad:
2958                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2959                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2960                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2961                 for (i = 0;
2962                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2963                      i++) {
2964                         if (i % 16 == 0)
2965                                 printk("\n%03x:", i);
2966                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2967                 }
2968                 printk("\n");
2969                 BUG();
2970         }
2971 }
2972 #else
2973 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2974 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2975 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2976 #endif
2977
2978 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2979 {
2980         int batchcount;
2981         struct kmem_list3 *l3;
2982         struct array_cache *ac;
2983         int node;
2984
2985 retry:
2986         check_irq_off();
2987         node = numa_node_id();
2988         ac = cpu_cache_get(cachep);
2989         batchcount = ac->batchcount;
2990         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2991                 /*
2992                  * If there was little recent activity on this cache, then
2993                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2994                  * refill bouncing.
2995                  */
2996                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2997         }
2998         l3 = cachep->nodelists[node];
2999
3000         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3001         spin_lock(&l3->list_lock);
3002
3003         /* See if we can refill from the shared array */
3004         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
3005                 goto alloc_done;
3006
3007         while (batchcount > 0) {
3008                 struct list_head *entry;
3009                 struct slab *slabp;
3010                 /* Get slab alloc is to come from. */
3011                 entry = l3->slabs_partial.next;
3012                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3013                         l3->free_touched = 1;
3014                         entry = l3->slabs_free.next;
3015                         if (entry == &l3->slabs_free)
3016                                 goto must_grow;
3017                 }
3018
3019                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3020                 check_slabp(cachep, slabp);
3021                 check_spinlock_acquired(cachep);
3022
3023                 /*
3024                  * The slab was either on partial or free list so
3025                  * there must be at least one object available for
3026                  * allocation.
3027                  */
3028                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3029
3030                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3031                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3032                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3033                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3034
3035                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3036                                                             node);
3037                 }
3038                 check_slabp(cachep, slabp);
3039
3040                 /* move slabp to correct slabp list: */
3041                 list_del(&slabp->list);
3042                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3043                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3044                 else
3045                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3046         }
3047
3048 must_grow:
3049         l3->free_objects -= ac->avail;
3050 alloc_done:
3051         spin_unlock(&l3->list_lock);
3052
3053         if (unlikely(!ac->avail)) {
3054                 int x;
3055                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3056
3057                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3058                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3059                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3060                         return NULL;
3061
3062                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3063                         goto retry;
3064         }
3065         ac->touched = 1;
3066         return ac->entry[--ac->avail];
3067 }
3068
3069 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3070                                                 gfp_t flags)
3071 {
3072         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3073 #if DEBUG
3074         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3075 #endif
3076 }
3077
3078 #if DEBUG
3079 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3080                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3081 {
3082         if (!objp)
3083                 return objp;
3084         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3085 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3086                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3087                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3088                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3089                 else
3090                         check_poison_obj(cachep, objp);
3091 #else
3092                 check_poison_obj(cachep, objp);
3093 #endif
3094                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3095         }
3096         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3097                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3098
3099         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3100                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3101                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3102                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3103                                                 " object was overwritten");
3104                         printk(KERN_ERR
3105                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3106                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3107                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3108                 }
3109                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3110                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3111         }
3112 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3113         {
3114                 struct slab *slabp;
3115                 unsigned objnr;
3116
3117                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3118                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3119                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3120         }
3121 #endif
3122         objp += obj_offset(cachep);
3123         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3124                 cachep->ctor(objp);
3125 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3126         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3127                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3128                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3129         }
3130 #endif
3131         return objp;
3132 }
3133 #else
3134 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3135 #endif
3136
3137 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3138 {
3139         if (cachep == &cache_cache)
3140                 return false;
3141
3142         return should_failslab(obj_size(cachep), flags);
3143 }
3144
3145 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3146 {
3147         void *objp;
3148         struct array_cache *ac;
3149
3150         check_irq_off();
3151
3152         ac = cpu_cache_get(cachep);
3153         if (likely(ac->avail)) {
3154                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3155                 ac->touched = 1;
3156                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3157         } else {
3158                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3159                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3160         }
3161         /*
3162          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3163          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3164          * treat the array pointers as a reference to the object.
3165          */
3166         kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3167         return objp;
3168 }
3169
3170 #ifdef CONFIG_NUMA
3171 /*
3172  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3173  *
3174  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3175  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3176  */
3177 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3178 {
3179         int nid_alloc, nid_here;
3180
3181         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3182                 return NULL;
3183         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3184         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3185                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3186         else if (current->mempolicy)
3187                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3188         if (nid_alloc != nid_here)
3189                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3190         return NULL;
3191 }
3192
3193 /*
3194  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3195  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3196  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3197  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3198  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3199  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3200  */
3201 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3202 {
3203         struct zonelist *zonelist;
3204         gfp_t local_flags;
3205         struct zoneref *z;
3206         struct zone *zone;
3207         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3208         void *obj = NULL;
3209         int nid;
3210
3211         if (flags & __GFP_THISNODE)
3212                 return NULL;
3213
3214         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
3215         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3216
3217 retry:
3218         /*
3219          * Look through allowed nodes for objects available
3220          * from existing per node queues.
3221          */
3222         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3223                 nid = zone_to_nid(zone);
3224
3225                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3226                         cache->nodelists[nid] &&
3227                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3228                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3229                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3230                                 if (obj)
3231                                         break;
3232                 }
3233         }
3234
3235         if (!obj) {
3236                 /*
3237                  * This allocation will be performed within the constraints
3238                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3239                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3240                  * set and go into memory reserves if necessary.
3241                  */
3242                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3243                         local_irq_enable();
3244                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3245                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, -1);
3246                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3247                         local_irq_disable();
3248                 if (obj) {
3249                         /*
3250                          * Insert into the appropriate per node queues
3251                          */
3252                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3253                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3254                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3255                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3256                                 if (!obj)
3257                                         /*
3258                                          * Another processor may allocate the
3259                                          * objects in the slab since we are
3260                                          * not holding any locks.
3261                                          */
3262                                         goto retry;
3263                         } else {
3264                                 /* cache_grow already freed obj */
3265                                 obj = NULL;
3266                         }
3267                 }
3268         }
3269         return obj;
3270 }
3271
3272 /*
3273  * A interface to enable slab creation on nodeid
3274  */
3275 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3276                                 int nodeid)
3277 {
3278         struct list_head *entry;
3279         struct slab *slabp;
3280         struct kmem_list3 *l3;
3281         void *obj;
3282         int x;
3283
3284         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3285         BUG_ON(!l3);
3286
3287 retry:
3288         check_irq_off();
3289         spin_lock(&l3->list_lock);
3290         entry = l3->slabs_partial.next;
3291         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3292                 l3->free_touched = 1;
3293                 entry = l3->slabs_free.next;
3294                 if (entry == &l3->slabs_free)
3295                         goto must_grow;
3296         }
3297
3298         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3299         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3300         check_slabp(cachep, slabp);
3301
3302         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3303         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3304         STATS_SET_HIGH(cachep);
3305
3306         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3307
3308         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3309         check_slabp(cachep, slabp);
3310         l3->free_objects--;
3311         /* move slabp to correct slabp list: */
3312         list_del(&slabp->list);
3313
3314         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3315                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3316         else
3317                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3318
3319         spin_unlock(&l3->list_lock);
3320         goto done;
3321
3322 must_grow:
3323         spin_unlock(&l3->list_lock);
3324         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3325         if (x)
3326                 goto retry;
3327
3328         return fallback_alloc(cachep, flags);
3329
3330 done:
3331         return obj;
3332 }
3333
3334 /**
3335  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3336  * @cachep: The cache to allocate from.
3337  * @flags: See kmalloc().
3338  * @nodeid: node number of the target node.
3339  * @caller: return address of caller, used for debug information
3340  *
3341  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3342  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3343  *
3344  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3345  */
3346 static __always_inline void *
3347 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3348                    void *caller)
3349 {
3350         unsigned long save_flags;
3351         void *ptr;
3352
3353         lockdep_trace_alloc(flags);
3354
3355         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3356                 return NULL;
3357
3358         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3359         local_irq_save(save_flags);
3360
3361         if (unlikely(nodeid == -1))
3362                 nodeid = numa_node_id();
3363
3364         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3365                 /* Node not bootstrapped yet */
3366                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3367                 goto out;
3368         }
3369
3370         if (nodeid == numa_node_id()) {
3371                 /*
3372                  * Use the locally cached objects if possible.
3373                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3374                  * to other nodes. It may fail while we still have
3375                  * objects on other nodes available.
3376                  */
3377                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3378                 if (ptr)
3379                         goto out;
3380         }
3381         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3382         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3383   out:
3384         local_irq_restore(save_flags);
3385         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3386         kmemleak_alloc_recursive(ptr, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3387                                  flags);
3388
3389         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3390                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3391
3392         return ptr;
3393 }
3394
3395 static __always_inline void *
3396 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3397 {
3398         void *objp;
3399
3400         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3401                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3402                 if (objp)
3403                         goto out;
3404         }
3405         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3406
3407         /*
3408          * We may just have run out of memory on the local node.
3409          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3410          */
3411         if (!objp)
3412                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3413
3414   out:
3415         return objp;
3416 }
3417 #else
3418
3419 static __always_inline void *
3420 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3421 {
3422         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3423 }
3424
3425 #endif /* CONFIG_NUMA */
3426
3427 static __always_inline void *
3428 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3429 {
3430         unsigned long save_flags;
3431         void *objp;
3432
3433         lockdep_trace_alloc(flags);
3434
3435         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3436                 return NULL;
3437
3438         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3439         local_irq_save(save_flags);
3440         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3441         local_irq_restore(save_flags);
3442         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3443         kmemleak_alloc_recursive(objp, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3444                                  flags);
3445         prefetchw(objp);
3446
3447         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3448                 memset(objp, 0, obj_size(cachep));
3449
3450         return objp;
3451 }
3452
3453 /*
3454  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3455  */
3456 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3457                        int node)
3458 {
3459         int i;
3460         struct kmem_list3 *l3;
3461
3462         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3463                 void *objp = objpp[i];
3464                 struct slab *slabp;
3465
3466                 slabp = virt_to_slab(objp);
3467                 l3 = cachep->nodelists[node];
3468                 list_del(&slabp->list);
3469                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3470                 check_slabp(cachep, slabp);
3471                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3472                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3473                 l3->free_objects++;
3474                 check_slabp(cachep, slabp);
3475
3476                 /* fixup slab chains */
3477                 if (slabp->inuse == 0) {
3478                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3479                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3480                                 /* No need to drop any previously held
3481                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3482                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3483                                  * a different cache, refer to comments before
3484                                  * alloc_slabmgmt.
3485                                  */
3486                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3487                         } else {
3488                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3489                         }
3490                 } else {
3491                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3492                          * partial list on free - maximum time for the
3493                          * other objects to be freed, too.
3494                          */
3495                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3496                 }
3497         }
3498 }
3499
3500 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3501 {
3502         int batchcount;
3503         struct kmem_list3 *l3;
3504         int node = numa_node_id();
3505
3506         batchcount = ac->batchcount;
3507 #if DEBUG
3508         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3509 #endif
3510         check_irq_off();
3511         l3 = cachep->nodelists[node];
3512         spin_lock(&l3->list_lock);
3513         if (l3->shared) {
3514                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3515                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3516                 if (max) {
3517                         if (batchcount > max)
3518                                 batchcount = max;
3519                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3520                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3521                         shared_array->avail += batchcount;
3522                         goto free_done;
3523                 }
3524         }
3525
3526         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3527 free_done:
3528 #if STATS
3529         {
3530                 int i = 0;
3531                 struct list_head *p;
3532
3533                 p = l3->slabs_free.next;
3534                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3535                         struct slab *slabp;
3536
3537                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3538                         BUG_ON(slabp->inuse);
3539
3540                         i++;
3541                         p = p->next;
3542                 }
3543                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3544         }
3545 #endif
3546         spin_unlock(&l3->list_lock);
3547         ac->avail -= batchcount;
3548         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3549 }
3550
3551 /*
3552  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3553  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3554  */
3555 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3556 {
3557         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3558
3559         check_irq_off();
3560         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3561         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3562
3563         /*
3564          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3565          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3566          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3567          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3568          * the cache.
3569          */
3570         if (numa_platform && cache_free_alien(cachep, objp))
3571                 return;
3572
3573         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3574                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3575                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3576                 return;
3577         } else {
3578                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3579                 cache_flusharray(cachep, ac);
3580                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3581         }
3582 }
3583
3584 /**
3585  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3586  * @cachep: The cache to allocate from.
3587  * @flags: See kmalloc().
3588  *
3589  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3590  * if the cache has no available objects.
3591  */
3592 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3593 {
3594         void *ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3595
3596         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3597                                obj_size(cachep), cachep->buffer_size, flags);
3598
3599         return ret;
3600 }
3601 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3602
3603 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
3604 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3605 {
3606         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3607 }
3608 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
3609 #endif
3610
3611 /**
3612  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might be a slab entry.
3613  * @cachep: the cache we're checking against
3614  * @ptr: pointer to validate
3615  *
3616  * This verifies that the untrusted pointer looks sane;
3617  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3618  * part of the slab cache in question, but it at least
3619  * validates that the pointer can be dereferenced and
3620  * looks half-way sane.
3621  *
3622  * Currently only used for dentry validation.
3623  */
3624 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3625 {
3626         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3627         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3628         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3629         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3630         struct page *page;
3631
3632         if (unlikely(addr < min_addr))
3633                 goto out;
3634         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3635                 goto out;
3636         if (unlikely(addr & align_mask))
3637                 goto out;
3638         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3639                 goto out;
3640         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3641                 goto out;
3642         page = virt_to_page(ptr);
3643         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3644                 goto out;
3645         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3646                 goto out;
3647         return 1;
3648 out:
3649         return 0;
3650 }
3651
3652 #ifdef CONFIG_NUMA
3653 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3654 {
3655         void *ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3656                                        __builtin_return_address(0));
3657
3658         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3659                                     obj_size(cachep), cachep->buffer_size,
3660                                     flags, nodeid);
3661
3662         return ret;
3663 }
3664 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3665
3666 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
3667 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *cachep,
3668                                     gfp_t flags,
3669                                     int nodeid)
3670 {
3671         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3672                                   __builtin_return_address(0));
3673 }
3674 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
3675 #endif
3676
3677 static __always_inline void *
3678 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3679 {
3680         struct kmem_cache *cachep;
3681         void *ret;
3682
3683         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3684         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3685                 return cachep;
3686         ret = kmem_cache_alloc_node_notrace(cachep, flags, node);
3687
3688         trace_kmalloc_node((unsigned long) caller, ret,
3689                            size, cachep->buffer_size, flags, node);
3690
3691         return ret;
3692 }
3693
3694 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_KMEMTRACE)
3695 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3696 {
3697         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3698                         __builtin_return_address(0));
3699 }
3700 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3701
3702 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3703                 int node, unsigned long caller)
3704 {
3705         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, (void *)caller);
3706 }
3707 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3708 #else
3709 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3710 {
3711         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3712 }
3713 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3714 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3715 #endif /* CONFIG_NUMA */
3716
3717 /**
3718  * __do_kmalloc - allocate memory
3719  * @size: how many bytes of memory are required.
3720  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3721  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3722  */
3723 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3724                                           void *caller)
3725 {
3726         struct kmem_cache *cachep;
3727         void *ret;
3728
3729         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3730          * __ with kmem_.
3731          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3732          * functions.
3733          */
3734         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3735         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3736                 return cachep;
3737         ret = __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3738
3739         trace_kmalloc((unsigned long) caller, ret,
3740                       size, cachep->buffer_size, flags);
3741
3742         return ret;
3743 }
3744
3745
3746 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_KMEMTRACE)
3747 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3748 {
3749         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3750 }
3751 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3752
3753 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3754 {
3755         return __do_kmalloc(size, flags, (void *)caller);
3756 }
3757 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3758
3759 #else
3760 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3761 {
3762         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3763 }
3764 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3765 #endif
3766
3767 /**
3768  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3769  * @cachep: The cache the allocation was from.
3770  * @objp: The previously allocated object.
3771  *
3772  * Free an object which was previously allocated from this
3773  * cache.
3774  */
3775 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3776 {
3777         unsigned long flags;
3778
3779         local_irq_save(flags);
3780         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3781         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3782                 debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(cachep));
3783         __cache_free(cachep, objp);
3784         local_irq_restore(flags);
3785
3786         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3787 }
3788 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3789
3790 /**
3791  * kfree - free previously allocated memory
3792  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3793  *
3794  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3795  *
3796  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3797  * or you will run into trouble.
3798  */
3799 void kfree(const void *objp)
3800 {
3801         struct kmem_cache *c;
3802         unsigned long flags;
3803
3804         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3805
3806         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3807                 return;
3808         local_irq_save(flags);
3809         kfree_debugcheck(objp);
3810         c = virt_to_cache(objp);
3811         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3812         debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(c));
3813         __cache_free(c, (void *)objp);
3814         local_irq_restore(flags);
3815 }
3816 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3817
3818 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3819 {
3820         return obj_size(cachep);
3821 }
3822 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3823
3824 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3825 {
3826         return cachep->name;
3827 }
3828 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3829
3830 /*
3831  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3832  */
3833 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3834 {
3835         int node;
3836         struct kmem_list3 *l3;
3837         struct array_cache *new_shared;
3838         struct array_cache **new_alien = NULL;
3839
3840         for_each_online_node(node) {
3841
3842                 if (use_alien_caches) {
3843                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3844                         if (!new_alien)
3845                                 goto fail;
3846                 }
3847
3848                 new_shared = NULL;
3849                 if (cachep->shared) {
3850                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3851                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3852                                         0xbaadf00d);
3853                         if (!new_shared) {
3854                                 free_alien_cache(new_alien);
3855                                 goto fail;
3856                         }
3857                 }
3858
3859                 l3 = cachep->nodelists[node];
3860                 if (l3) {
3861                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3862
3863                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3864
3865                         if (shared)
3866                                 free_block(cachep, shared->entry,
3867                                                 shared->avail, node);
3868
3869                         l3->shared = new_shared;
3870                         if (!l3->alien) {
3871                                 l3->alien = new_alien;
3872                                 new_alien = NULL;
3873                         }
3874                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3875                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3876                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3877                         kfree(shared);
3878                         free_alien_cache(new_alien);
3879                         continue;
3880                 }
3881                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3882                 if (!l3) {
3883                         free_alien_cache(new_alien);
3884                         kfree(new_shared);
3885                         goto fail;
3886                 }
3887
3888                 kmem_list3_init(l3);
3889                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3890                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3891                 l3->shared = new_shared;
3892                 l3->alien = new_alien;
3893                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3894                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3895                 cachep->nodelists[node] = l3;
3896         }
3897         return 0;
3898
3899 fail:
3900         if (!cachep->next.next) {
3901                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3902                 node--;
3903                 while (node >= 0) {
3904                         if (cachep->nodelists[node]) {
3905                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3906
3907                                 kfree(l3->shared);
3908                                 free_alien_cache(l3->alien);
3909                                 kfree(l3);
3910                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3911                         }
3912                         node--;
3913                 }
3914         }
3915         return -ENOMEM;
3916 }
3917
3918 struct ccupdate_struct {
3919         struct kmem_cache *cachep;
3920         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3921 };
3922
3923 static void do_ccupdate_local(void *info)
3924 {
3925         struct ccupdate_struct *new = info;
3926         struct array_cache *old;
3927
3928         check_irq_off();
3929         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3930
3931         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3932         new->new[smp_processor_id()] = old;
3933 }
3934
3935 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3936 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3937                                 int batchcount, int shared)
3938 {
3939         struct ccupdate_struct *new;
3940         int i;
3941
3942         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3943         if (!new)
3944                 return -ENOMEM;
3945
3946         for_each_online_cpu(i) {
3947                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3948                                                 batchcount);
3949                 if (!new->new[i]) {
3950                         for (i--; i >= 0; i--)
3951                                 kfree(new->new[i]);
3952                         kfree(new);
3953                         return -ENOMEM;
3954                 }
3955         }
3956         new->cachep = cachep;
3957
3958         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3959
3960         check_irq_on();
3961         cachep->batchcount = batchcount;
3962         cachep->limit = limit;
3963         cachep->shared = shared;
3964
3965         for_each_online_cpu(i) {
3966                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3967                 if (!ccold)
3968                         continue;
3969                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3970                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3971                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3972                 kfree(ccold);
3973         }
3974         kfree(new);
3975         return alloc_kmemlist(cachep);
3976 }
3977
3978 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3979 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3980 {
3981         int err;
3982         int limit, shared;
3983
3984         /*
3985          * The head array serves three purposes:
3986          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3987          * - reduce the number of spinlock operations.
3988          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3989          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3990          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3991          * Bonwick.
3992          */
3993         if (cachep->buffer_size > 131072)
3994                 limit = 1;
3995         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3996                 limit = 8;
3997         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3998                 limit = 24;
3999         else if (cachep->buffer_size > 256)
4000                 limit = 54;
4001         else
4002                 limit = 120;
4003
4004         /*
4005          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4006          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4007          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4008          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4009          * replaces Bonwick's magazine layer.
4010          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4011          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4012          */
4013         shared = 0;
4014         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4015                 shared = 8;
4016
4017 #if DEBUG
4018         /*
4019          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4020          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4021          */
4022         if (limit > 32)
4023                 limit = 32;
4024 #endif
4025         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
4026         if (err)
4027                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4028                        cachep->name, -err);
4029         return err;
4030 }
4031
4032 /*
4033  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4034  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4035  * if drain_array() is used on the shared array.
4036  */
4037 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4038                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4039 {
4040         int tofree;
4041
4042         if (!ac || !ac->avail)
4043                 return;
4044         if (ac->touched && !force) {
4045                 ac->touched = 0;
4046         } else {
4047                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4048                 if (ac->avail) {
4049                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4050                         if (tofree > ac->avail)
4051                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4052                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4053                         ac->avail -= tofree;
4054                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4055                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4056                 }
4057                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4058         }
4059 }
4060
4061 /**
4062  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4063  * @w: work descriptor
4064  *
4065  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4066  * Purpose:
4067  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4068  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4069  *
4070  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4071  * again on the next iteration.
4072  */
4073 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4074 {
4075         struct kmem_cache *searchp;
4076         struct kmem_list3 *l3;
4077         int node = numa_node_id();
4078         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4079
4080         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4081                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4082                 goto out;
4083
4084         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4085                 check_irq_on();
4086
4087                 /*
4088                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4089                  * have established with reasonable certainty that
4090                  * we can do some work if the lock was obtained.
4091                  */
4092                 l3 = searchp->nodelists[node];
4093
4094                 reap_alien(searchp, l3);
4095
4096                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4097
4098                 /*
4099                  * These are racy checks but it does not matter
4100                  * if we skip one check or scan twice.
4101                  */
4102                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4103                         goto next;
4104
4105                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4106
4107                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4108
4109                 if (l3->free_touched)
4110                         l3->free_touched = 0;
4111                 else {
4112                         int freed;
4113
4114                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4115                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4116                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4117                 }
4118 next:
4119                 cond_resched();
4120         }
4121         check_irq_on();
4122         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4123         next_reap_node();
4124 out:
4125         /* Set up the next iteration */
4126         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4127 }
4128
4129 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4130
4131 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4132 {
4133         /*
4134          * Output format version, so at least we can change it
4135          * without _too_ many complaints.
4136          */
4137 #if STATS
4138         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4139 #else
4140         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4141 #endif
4142         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4143                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4144         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4145         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4146 #if STATS
4147         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4148                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4149         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4150 #endif
4151         seq_putc(m, '\n');
4152 }
4153
4154 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4155 {
4156         loff_t n = *pos;
4157
4158         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4159         if (!n)
4160                 print_slabinfo_header(m);
4161
4162         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4163 }
4164
4165 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4166 {
4167         return seq_list_next(p, &cache_chain, pos);
4168 }
4169
4170 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4171 {
4172         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4173 }
4174
4175 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4176 {
4177         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4178         struct slab *slabp;
4179         unsigned long active_objs;
4180         unsigned long num_objs;
4181         unsigned long active_slabs = 0;
4182         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4183         const char *name;
4184         char *error = NULL;
4185         int node;
4186         struct kmem_list3 *l3;
4187
4188         active_objs = 0;
4189         num_slabs = 0;
4190         for_each_online_node(node) {
4191                 l3 = cachep->nodelists[node];
4192                 if (!l3)
4193                         continue;
4194
4195                 check_irq_on();
4196                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4197
4198                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4199                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4200                                 error = "slabs_full accounting error";
4201                         active_objs += cachep->num;
4202                         active_slabs++;
4203                 }
4204                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4205                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4206                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4207                         if (!slabp->inuse && !error)
4208                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4209                         active_objs += slabp->inuse;
4210                         active_slabs++;
4211                 }
4212                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4213                         if (slabp->inuse && !error)
4214                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4215                         num_slabs++;
4216                 }
4217                 free_objects += l3->free_objects;
4218                 if (l3->shared)
4219                         shared_avail += l3->shared->avail;
4220
4221                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4222         }
4223         num_slabs += active_slabs;
4224         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4225         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4226                 error = "free_objects accounting error";
4227
4228         name = cachep->name;
4229         if (error)
4230                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4231
4232         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4233                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4234                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4235         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4236                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4237         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4238                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4239 #if STATS
4240         {                       /* list3 stats */
4241                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4242                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4243                 unsigned long grown = cachep->grown;
4244                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4245                 unsigned long errors = cachep->errors;
4246                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4247                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4248                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4249                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4250
4251                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4252                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4253                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4254                                 node_frees, overflows);
4255         }
4256         /* cpu stats */
4257         {
4258                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4259                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4260                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4261                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4262
4263                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4264                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4265         }
4266 #endif
4267         seq_putc(m, '\n');
4268         return 0;
4269 }
4270
4271 /*
4272  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4273  *
4274  * Output layout:
4275  * cache-name
4276  * num-active-objs
4277  * total-objs
4278  * object size
4279  * num-active-slabs
4280  * total-slabs
4281  * num-pages-per-slab
4282  * + further values on SMP and with statistics enabled
4283  */
4284
4285 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4286         .start = s_start,
4287         .next = s_next,
4288         .stop = s_stop,
4289         .show = s_show,
4290 };
4291
4292 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4293 /**
4294  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4295  * @file: unused
4296  * @buffer: user buffer
4297  * @count: data length
4298  * @ppos: unused
4299  */
4300 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4301                        size_t count, loff_t *ppos)
4302 {
4303         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4304         int limit, batchcount, shared, res;
4305         struct kmem_cache *cachep;
4306
4307         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4308                 return -EINVAL;
4309         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4310                 return -EFAULT;
4311         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4312
4313         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4314         if (!tmp)
4315                 return -EINVAL;
4316         *tmp = '\0';
4317         tmp++;
4318         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4319                 return -EINVAL;
4320
4321         /* Find the cache in the chain of caches. */
4322         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4323         res = -EINVAL;
4324         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4325                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4326                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4327                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4328                                 res = 0;
4329                         } else {
4330                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4331                                                        batchcount, shared);
4332                         }
4333                         break;
4334                 }
4335         }
4336         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4337         if (res >= 0)
4338                 res = count;
4339         return res;
4340 }
4341
4342 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4343 {
4344         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4345 }
4346
4347 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4348         .open           = slabinfo_open,
4349         .read           = seq_read,
4350         .write          = slabinfo_write,
4351         .llseek         = seq_lseek,
4352         .release        = seq_release,
4353 };
4354
4355 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4356
4357 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4358 {
4359         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4360         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4361 }
4362
4363 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4364 {
4365         unsigned long *p;
4366         int l;
4367         if (!v)
4368                 return 1;
4369         l = n[1];
4370         p = n + 2;
4371         while (l) {
4372                 int i = l/2;
4373                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4374                 if (*q == v) {
4375                         q[1]++;
4376                         return 1;
4377                 }
4378                 if (*q > v) {
4379                         l = i;
4380                 } else {
4381                         p = q + 2;
4382                         l -= i + 1;
4383                 }
4384         }
4385         if (++n[1] == n[0])
4386                 return 0;
4387         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4388         p[0] = v;
4389         p[1] = 1;
4390         return 1;
4391 }
4392
4393 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4394 {
4395         void *p;
4396         int i;
4397         if (n[0] == n[1])
4398                 return;
4399         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4400                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4401                         continue;
4402                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4403                         return;
4404         }
4405 }
4406
4407 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4408 {
4409 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4410         unsigned long offset, size;
4411         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4412
4413         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4414                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4415                 if (modname[0])
4416                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4417                 return;
4418         }
4419 #endif
4420         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4421 }
4422
4423 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4424 {
4425         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4426         struct slab *slabp;
4427         struct kmem_list3 *l3;
4428         const char *name;
4429         unsigned long *n = m->private;
4430         int node;
4431         int i;
4432
4433         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4434                 return 0;
4435         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4436                 return 0;
4437
4438         /* OK, we can do it */
4439
4440         n[1] = 0;
4441
4442         for_each_online_node(node) {
4443                 l3 = cachep->nodelists[node];
4444                 if (!l3)
4445                         continue;
4446
4447                 check_irq_on();
4448                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4449
4450                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4451                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4452                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4453                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4454                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4455         }
4456         name = cachep->name;
4457         if (n[0] == n[1]) {
4458                 /* Increase the buffer size */
4459                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4460                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4461                 if (!m->private) {
4462                         /* Too bad, we are really out */
4463                         m->private = n;
4464                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4465                         return -ENOMEM;
4466                 }
4467                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4468                 kfree(n);
4469                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4470                 /* Now make sure this entry will be retried */
4471                 m->count = m->size;
4472                 return 0;
4473         }
4474         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4475                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4476                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4477                 seq_putc(m, '\n');
4478         }
4479
4480         return 0;
4481 }
4482
4483 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4484         .start = leaks_start,
4485         .next = s_next,
4486         .stop = s_stop,
4487         .show = leaks_show,
4488 };
4489
4490 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4491 {
4492         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4493         int ret = -ENOMEM;
4494         if (n) {
4495                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4496                 if (!ret) {
4497                         struct seq_file *m = file->private_data;
4498                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4499                         m->private = n;
4500                         n = NULL;
4501                 }
4502                 kfree(n);
4503         }
4504         return ret;
4505 }
4506
4507 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4508         .open           = slabstats_open,
4509         .read           = seq_read,
4510         .llseek         = seq_lseek,
4511         .release        = seq_release_private,
4512 };
4513 #endif
4514
4515 static int __init slab_proc_init(void)
4516 {
4517         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUGO,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4518 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4519         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4520 #endif
4521         return 0;
4522 }
4523 module_init(slab_proc_init);
4524 #endif
4525
4526 /**
4527  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4528  * @objp: Pointer to the object
4529  *
4530  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4531  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4532  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4533  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4534  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4535  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4536  * must not be freed during the duration of the call.
4537  */
4538 size_t ksize(const void *objp)
4539 {
4540         BUG_ON(!objp);
4541         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4542                 return 0;
4543
4544         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4545 }
4546 EXPORT_SYMBOL(ksize);