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