ff60a94142f995aceaa5e684cf6ed55c3138189d
[pandora-kernel.git] / 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/nodemask.h>
107 #include        <linux/mempolicy.h>
108 #include        <linux/mutex.h>
109 #include        <linux/rtmutex.h>
110
111 #include        <asm/uaccess.h>
112 #include        <asm/cacheflush.h>
113 #include        <asm/tlbflush.h>
114 #include        <asm/page.h>
115
116 /*
117  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
118  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
119  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
120  *
121  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
122  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
123  *
124  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
125  */
126
127 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
128 #define DEBUG           1
129 #define STATS           1
130 #define FORCED_DEBUG    1
131 #else
132 #define DEBUG           0
133 #define STATS           0
134 #define FORCED_DEBUG    0
135 #endif
136
137 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
138 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
139
140 #ifndef cache_line_size
141 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
142 #endif
143
144 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
145 /*
146  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
147  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
148  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
149  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
150  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
151  * Note that this flag disables some debug features.
152  */
153 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
154 #endif
155
156 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
157 /*
158  * Enforce a minimum alignment for all caches.
159  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
160  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
161  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
162  * some debug features.
163  */
164 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
165 #endif
166
167 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
168 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
169 #endif
170
171 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
172 #if DEBUG
173 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
174                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
175                          SLAB_CACHE_DMA | \
176                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
177                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
178                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
179 #else
180 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
181                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
182                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
183                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
184 #endif
185
186 /*
187  * kmem_bufctl_t:
188  *
189  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
190  * linked offsets.
191  *
192  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
193  * slab an object belongs to.
194  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
195  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
196  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
197  * that does not use off-slab slabs.
198  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
199  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
200  * to have too many per slab.
201  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
202  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
203  */
204
205 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
206 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
207 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
208 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
209 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
210
211 /*
212  * struct slab
213  *
214  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
215  * for a slab, or allocated from an general cache.
216  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
217  */
218 struct slab {
219         struct list_head list;
220         unsigned long colouroff;
221         void *s_mem;            /* including colour offset */
222         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
223         kmem_bufctl_t free;
224         unsigned short nodeid;
225 };
226
227 /*
228  * struct slab_rcu
229  *
230  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
231  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
232  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
233  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
234  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
235  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
236  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
237  *
238  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
239  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
240  *
241  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
242  */
243 struct slab_rcu {
244         struct rcu_head head;
245         struct kmem_cache *cachep;
246         void *addr;
247 };
248
249 /*
250  * struct array_cache
251  *
252  * Purpose:
253  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
254  * - reduce the number of linked list operations
255  * - reduce spinlock operations
256  *
257  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
258  * footprint.
259  *
260  */
261 struct array_cache {
262         unsigned int avail;
263         unsigned int limit;
264         unsigned int batchcount;
265         unsigned int touched;
266         spinlock_t lock;
267         void *entry[0]; /*
268                          * Must have this definition in here for the proper
269                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
270                          * the entries.
271                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
272                          */
273 };
274
275 /*
276  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
277  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
278  */
279 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
280 struct arraycache_init {
281         struct array_cache cache;
282         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
283 };
284
285 /*
286  * The slab lists for all objects.
287  */
288 struct kmem_list3 {
289         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
290         struct list_head slabs_full;
291         struct list_head slabs_free;
292         unsigned long free_objects;
293         unsigned int free_limit;
294         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
295         spinlock_t list_lock;
296         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
297         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
298         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
299         int free_touched;               /* updated without locking */
300 };
301
302 /*
303  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
304  */
305 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
306 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
307 #define CACHE_CACHE 0
308 #define SIZE_AC 1
309 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
310
311 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
312                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
313 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
314                         int node);
315 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
316 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
317
318 /*
319  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
320  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
321  */
322 static __always_inline int index_of(const size_t size)
323 {
324         extern void __bad_size(void);
325
326         if (__builtin_constant_p(size)) {
327                 int i = 0;
328
329 #define CACHE(x) \
330         if (size <=x) \
331                 return i; \
332         else \
333                 i++;
334 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
335 #undef CACHE
336                 __bad_size();
337         } else
338                 __bad_size();
339         return 0;
340 }
341
342 static int slab_early_init = 1;
343
344 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
345 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
346
347 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
348 {
349         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
350         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
352         parent->shared = NULL;
353         parent->alien = NULL;
354         parent->colour_next = 0;
355         spin_lock_init(&parent->list_lock);
356         parent->free_objects = 0;
357         parent->free_touched = 0;
358 }
359
360 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
361         do {                                                            \
362                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
363                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
364         } while (0)
365
366 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
367         do {                                                            \
368         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
369         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
371         } while (0)
372
373 /*
374  * struct kmem_cache
375  *
376  * manages a cache.
377  */
378
379 struct kmem_cache {
380 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
381         struct array_cache *array[NR_CPUS];
382 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
383         unsigned int batchcount;
384         unsigned int limit;
385         unsigned int shared;
386
387         unsigned int buffer_size;
388 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
389         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
390
391         unsigned int flags;             /* constant flags */
392         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
393
394 /* 4) cache_grow/shrink */
395         /* order of pgs per slab (2^n) */
396         unsigned int gfporder;
397
398         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
399         gfp_t gfpflags;
400
401         size_t colour;                  /* cache colouring range */
402         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
403         struct kmem_cache *slabp_cache;
404         unsigned int slab_size;
405         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
406
407         /* constructor func */
408         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
409
410         /* de-constructor func */
411         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
412
413 /* 5) cache creation/removal */
414         const char *name;
415         struct list_head next;
416
417 /* 6) statistics */
418 #if STATS
419         unsigned long num_active;
420         unsigned long num_allocations;
421         unsigned long high_mark;
422         unsigned long grown;
423         unsigned long reaped;
424         unsigned long errors;
425         unsigned long max_freeable;
426         unsigned long node_allocs;
427         unsigned long node_frees;
428         unsigned long node_overflow;
429         atomic_t allochit;
430         atomic_t allocmiss;
431         atomic_t freehit;
432         atomic_t freemiss;
433 #endif
434 #if DEBUG
435         /*
436          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
437          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
438          * object size including these internal fields, the following two
439          * variables contain the offset to the user object and its size.
440          */
441         int obj_offset;
442         int obj_size;
443 #endif
444 };
445
446 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
447 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
448
449 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
450 /*
451  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
452  * cpucache drain/refill cycles.
453  *
454  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
455  * which could lock up otherwise freeable slabs.
456  */
457 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
458 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
459
460 #if STATS
461 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
462 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
463 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
464 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
465 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
466 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
467         do {                                                            \
468                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
469                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
470         } while (0)
471 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
472 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
473 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
474 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
475 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
476         do {                                                            \
477                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
478                         (x)->max_freeable = i;                          \
479         } while (0)
480 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
481 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
482 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
483 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
484 #else
485 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
486 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
487 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
488 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
489 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
490 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
491 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
492 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
493 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
494 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
495 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
496 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
497 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
498 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
499 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
500 #endif
501
502 #if DEBUG
503
504 /*
505  * memory layout of objects:
506  * 0            : objp
507  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
508  *              the end of an object is aligned with the end of the real
509  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
510  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
511  *              redzone word.
512  * cachep->obj_offset: The real object.
513  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
514  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
515  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
516  */
517 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
518 {
519         return cachep->obj_offset;
520 }
521
522 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
523 {
524         return cachep->obj_size;
525 }
526
527 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
528 {
529         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
530         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
531 }
532
533 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
534 {
535         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
536         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
537                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
538                                          2 * BYTES_PER_WORD);
539         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
540 }
541
542 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
543 {
544         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
545         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
546 }
547
548 #else
549
550 #define obj_offset(x)                   0
551 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
552 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
553 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
554 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
555
556 #endif
557
558 /*
559  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
560  * order.
561  */
562 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
563 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
564 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
565 #elif defined(CONFIG_MMU)
566 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
567 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
568 #else
569 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
570 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
571 #endif
572
573 /*
574  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
575  */
576 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
577 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
578 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
579
580 /*
581  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
582  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
583  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
584  */
585 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
586 {
587         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
588 }
589
590 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
591 {
592         if (unlikely(PageCompound(page)))
593                 page = (struct page *)page_private(page);
594         BUG_ON(!PageSlab(page));
595         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
596 }
597
598 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
599 {
600         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
601 }
602
603 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
604 {
605         if (unlikely(PageCompound(page)))
606                 page = (struct page *)page_private(page);
607         BUG_ON(!PageSlab(page));
608         return (struct slab *)page->lru.prev;
609 }
610
611 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
612 {
613         struct page *page = virt_to_page(obj);
614         return page_get_cache(page);
615 }
616
617 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
618 {
619         struct page *page = virt_to_page(obj);
620         return page_get_slab(page);
621 }
622
623 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
624                                  unsigned int idx)
625 {
626         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
627 }
628
629 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
630                                         struct slab *slab, void *obj)
631 {
632         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
633 }
634
635 /*
636  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
637  */
638 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
639 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
640 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
641         CACHE(ULONG_MAX)
642 #undef CACHE
643 };
644 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
645
646 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
647 struct cache_names {
648         char *name;
649         char *name_dma;
650 };
651
652 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
653 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
654 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
655         {NULL,}
656 #undef CACHE
657 };
658
659 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
660     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
661 static struct arraycache_init initarray_generic =
662     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
663
664 /* internal cache of cache description objs */
665 static struct kmem_cache cache_cache = {
666         .batchcount = 1,
667         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
668         .shared = 1,
669         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
670         .name = "kmem_cache",
671 #if DEBUG
672         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
673 #endif
674 };
675
676 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
677
678 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
679
680 /*
681  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
682  * for other slabs "off slab".
683  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
684  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
685  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
686  *
687  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
688  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
689  * then comes back up during hotplug
690  */
691 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
692 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
693
694 static inline void init_lock_keys(void)
695
696 {
697         int q;
698         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
699
700         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
701                 for_each_node(q) {
702                         struct array_cache **alc;
703                         int r;
704                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
705                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
706                                 continue;
707                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
708                         alc = l3->alien;
709                         /*
710                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
711                          * should go away when common slab code is taught to
712                          * work even without alien caches.
713                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
714                          * for alloc_alien_cache,
715                          */
716                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
717                                 continue;
718                         for_each_node(r) {
719                                 if (alc[r])
720                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
721                                              &on_slab_alc_key);
722                         }
723                 }
724                 s++;
725         }
726 }
727 #else
728 static inline void init_lock_keys(void)
729 {
730 }
731 #endif
732
733 /* Guard access to the cache-chain. */
734 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
735 static struct list_head cache_chain;
736
737 /*
738  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
739  * until the general caches are up.
740  */
741 static enum {
742         NONE,
743         PARTIAL_AC,
744         PARTIAL_L3,
745         FULL
746 } g_cpucache_up;
747
748 /*
749  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
750  */
751 int slab_is_available(void)
752 {
753         return g_cpucache_up == FULL;
754 }
755
756 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
757
758 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
759 {
760         return cachep->array[smp_processor_id()];
761 }
762
763 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
764                                                         gfp_t gfpflags)
765 {
766         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
767
768 #if DEBUG
769         /* This happens if someone tries to call
770          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
771          * the generic caches are initialized.
772          */
773         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
774 #endif
775         while (size > csizep->cs_size)
776                 csizep++;
777
778         /*
779          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
780          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
781          * for large kmalloc calls required.
782          */
783         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
784                 return csizep->cs_dmacachep;
785         return csizep->cs_cachep;
786 }
787
788 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
789 {
790         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
791 }
792
793 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
794 {
795         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
796 }
797
798 /*
799  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
800  */
801 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
802                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
803                            unsigned int *num)
804 {
805         int nr_objs;
806         size_t mgmt_size;
807         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
808
809         /*
810          * The slab management structure can be either off the slab or
811          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
812          * slab is used for:
813          *
814          * - The struct slab
815          * - One kmem_bufctl_t for each object
816          * - Padding to respect alignment of @align
817          * - @buffer_size bytes for each object
818          *
819          * If the slab management structure is off the slab, then the
820          * alignment will already be calculated into the size. Because
821          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
822          * correct alignment when allocated.
823          */
824         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
825                 mgmt_size = 0;
826                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
827
828                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
829                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
830         } else {
831                 /*
832                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
833                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
834                  * least @align. In the worst case, this result will
835                  * be one greater than the number of objects that fit
836                  * into the memory allocation when taking the padding
837                  * into account.
838                  */
839                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
840                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
841
842                 /*
843                  * This calculated number will be either the right
844                  * amount, or one greater than what we want.
845                  */
846                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
847                        > slab_size)
848                         nr_objs--;
849
850                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
851                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
852
853                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
854         }
855         *num = nr_objs;
856         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
857 }
858
859 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
860
861 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
862                         char *msg)
863 {
864         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
865                function, cachep->name, msg);
866         dump_stack();
867 }
868
869 #ifdef CONFIG_NUMA
870 /*
871  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
872  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
873  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
874  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
875  */
876 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
877
878 static void init_reap_node(int cpu)
879 {
880         int node;
881
882         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
883         if (node == MAX_NUMNODES)
884                 node = first_node(node_online_map);
885
886         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
887 }
888
889 static void next_reap_node(void)
890 {
891         int node = __get_cpu_var(reap_node);
892
893         /*
894          * Also drain per cpu pages on remote zones
895          */
896         if (node != numa_node_id())
897                 drain_node_pages(node);
898
899         node = next_node(node, node_online_map);
900         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
901                 node = first_node(node_online_map);
902         __get_cpu_var(reap_node) = node;
903 }
904
905 #else
906 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
907 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
908 #endif
909
910 /*
911  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
912  * via the workqueue/eventd.
913  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
914  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
915  * lock.
916  */
917 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
918 {
919         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
920
921         /*
922          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
923          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
924          * at that time.
925          */
926         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
927                 init_reap_node(cpu);
928                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
929                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
930         }
931 }
932
933 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
934                                             int batchcount)
935 {
936         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
937         struct array_cache *nc = NULL;
938
939         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
940         if (nc) {
941                 nc->avail = 0;
942                 nc->limit = entries;
943                 nc->batchcount = batchcount;
944                 nc->touched = 0;
945                 spin_lock_init(&nc->lock);
946         }
947         return nc;
948 }
949
950 /*
951  * Transfer objects in one arraycache to another.
952  * Locking must be handled by the caller.
953  *
954  * Return the number of entries transferred.
955  */
956 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
957                 struct array_cache *from, unsigned int max)
958 {
959         /* Figure out how many entries to transfer */
960         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
961
962         if (!nr)
963                 return 0;
964
965         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
966                         sizeof(void *) *nr);
967
968         from->avail -= nr;
969         to->avail += nr;
970         to->touched = 1;
971         return nr;
972 }
973
974 #ifndef CONFIG_NUMA
975
976 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
977 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
978
979 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
980 {
981         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
982 }
983
984 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
985 {
986 }
987
988 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
989 {
990         return 0;
991 }
992
993 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
994                 gfp_t flags)
995 {
996         return NULL;
997 }
998
999 static inline void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1000                  gfp_t flags, int nodeid)
1001 {
1002         return NULL;
1003 }
1004
1005 #else   /* CONFIG_NUMA */
1006
1007 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1008 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1009
1010 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1011 {
1012         struct array_cache **ac_ptr;
1013         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
1014         int i;
1015
1016         if (limit > 1)
1017                 limit = 12;
1018         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1019         if (ac_ptr) {
1020                 for_each_node(i) {
1021                         if (i == node || !node_online(i)) {
1022                                 ac_ptr[i] = NULL;
1023                                 continue;
1024                         }
1025                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1026                         if (!ac_ptr[i]) {
1027                                 for (i--; i <= 0; i--)
1028                                         kfree(ac_ptr[i]);
1029                                 kfree(ac_ptr);
1030                                 return NULL;
1031                         }
1032                 }
1033         }
1034         return ac_ptr;
1035 }
1036
1037 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1038 {
1039         int i;
1040
1041         if (!ac_ptr)
1042                 return;
1043         for_each_node(i)
1044             kfree(ac_ptr[i]);
1045         kfree(ac_ptr);
1046 }
1047
1048 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1049                                 struct array_cache *ac, int node)
1050 {
1051         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1052
1053         if (ac->avail) {
1054                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1055                 /*
1056                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1057                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1058                  * into the free lists and getting them back later.
1059                  */
1060                 if (rl3->shared)
1061                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1062
1063                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1064                 ac->avail = 0;
1065                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1066         }
1067 }
1068
1069 /*
1070  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1071  */
1072 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1073 {
1074         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1075
1076         if (l3->alien) {
1077                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1078
1079                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1080                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1081                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1082                 }
1083         }
1084 }
1085
1086 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1087                                 struct array_cache **alien)
1088 {
1089         int i = 0;
1090         struct array_cache *ac;
1091         unsigned long flags;
1092
1093         for_each_online_node(i) {
1094                 ac = alien[i];
1095                 if (ac) {
1096                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1097                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1098                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1099                 }
1100         }
1101 }
1102
1103 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1104 {
1105         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1106         int nodeid = slabp->nodeid;
1107         struct kmem_list3 *l3;
1108         struct array_cache *alien = NULL;
1109         int node;
1110
1111         node = numa_node_id();
1112
1113         /*
1114          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1115          * cache on this cpu.
1116          */
1117         if (likely(slabp->nodeid == node))
1118                 return 0;
1119
1120         l3 = cachep->nodelists[node];
1121         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1122         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1123                 alien = l3->alien[nodeid];
1124                 spin_lock(&alien->lock);
1125                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1126                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1127                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1128                 }
1129                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1130                 spin_unlock(&alien->lock);
1131         } else {
1132                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1133                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1134                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1135         }
1136         return 1;
1137 }
1138 #endif
1139
1140 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1141                                     unsigned long action, void *hcpu)
1142 {
1143         long cpu = (long)hcpu;
1144         struct kmem_cache *cachep;
1145         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1146         int node = cpu_to_node(cpu);
1147         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1148
1149         switch (action) {
1150         case CPU_UP_PREPARE:
1151                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1152                 /*
1153                  * We need to do this right in the beginning since
1154                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1155                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1156                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1157                  */
1158
1159                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1160                         /*
1161                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1162                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1163                          * node has not already allocated this
1164                          */
1165                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1166                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1167                                 if (!l3)
1168                                         goto bad;
1169                                 kmem_list3_init(l3);
1170                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1171                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1172
1173                                 /*
1174                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1175                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1176                                  * protection here.
1177                                  */
1178                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1179                         }
1180
1181                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1182                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1183                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1184                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1185                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1186                 }
1187
1188                 /*
1189                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1190                  * array caches
1191                  */
1192                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1193                         struct array_cache *nc;
1194                         struct array_cache *shared;
1195                         struct array_cache **alien;
1196
1197                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1198                                                 cachep->batchcount);
1199                         if (!nc)
1200                                 goto bad;
1201                         shared = alloc_arraycache(node,
1202                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1203                                         0xbaadf00d);
1204                         if (!shared)
1205                                 goto bad;
1206
1207                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1208                         if (!alien)
1209                                 goto bad;
1210                         cachep->array[cpu] = nc;
1211                         l3 = cachep->nodelists[node];
1212                         BUG_ON(!l3);
1213
1214                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1215                         if (!l3->shared) {
1216                                 /*
1217                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1218                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1219                                  */
1220                                 l3->shared = shared;
1221                                 shared = NULL;
1222                         }
1223 #ifdef CONFIG_NUMA
1224                         if (!l3->alien) {
1225                                 l3->alien = alien;
1226                                 alien = NULL;
1227                         }
1228 #endif
1229                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1230                         kfree(shared);
1231                         free_alien_cache(alien);
1232                 }
1233                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1234                 break;
1235         case CPU_ONLINE:
1236                 start_cpu_timer(cpu);
1237                 break;
1238 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1239         case CPU_DEAD:
1240                 /*
1241                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1242                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1243                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1244                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1245                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1246                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1247                  */
1248                 /* fall thru */
1249         case CPU_UP_CANCELED:
1250                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1251                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1252                         struct array_cache *nc;
1253                         struct array_cache *shared;
1254                         struct array_cache **alien;
1255                         cpumask_t mask;
1256
1257                         mask = node_to_cpumask(node);
1258                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1259                         nc = cachep->array[cpu];
1260                         cachep->array[cpu] = NULL;
1261                         l3 = cachep->nodelists[node];
1262
1263                         if (!l3)
1264                                 goto free_array_cache;
1265
1266                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1267
1268                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1269                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1270                         if (nc)
1271                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1272
1273                         if (!cpus_empty(mask)) {
1274                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1275                                 goto free_array_cache;
1276                         }
1277
1278                         shared = l3->shared;
1279                         if (shared) {
1280                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1281                                            l3->shared->avail, node);
1282                                 l3->shared = NULL;
1283                         }
1284
1285                         alien = l3->alien;
1286                         l3->alien = NULL;
1287
1288                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1289
1290                         kfree(shared);
1291                         if (alien) {
1292                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1293                                 free_alien_cache(alien);
1294                         }
1295 free_array_cache:
1296                         kfree(nc);
1297                 }
1298                 /*
1299                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1300                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1301                  * shrink each nodelist to its limit.
1302                  */
1303                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1304                         l3 = cachep->nodelists[node];
1305                         if (!l3)
1306                                 continue;
1307                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1308                 }
1309                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1310                 break;
1311 #endif
1312         }
1313         return NOTIFY_OK;
1314 bad:
1315         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1316         return NOTIFY_BAD;
1317 }
1318
1319 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1320         &cpuup_callback, NULL, 0
1321 };
1322
1323 /*
1324  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1325  */
1326 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1327                         int nodeid)
1328 {
1329         struct kmem_list3 *ptr;
1330
1331         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1332         BUG_ON(!ptr);
1333
1334         local_irq_disable();
1335         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1336         /*
1337          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1338          */
1339         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1340
1341         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1342         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1343         local_irq_enable();
1344 }
1345
1346 /*
1347  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1348  * before smp_init().
1349  */
1350 void __init kmem_cache_init(void)
1351 {
1352         size_t left_over;
1353         struct cache_sizes *sizes;
1354         struct cache_names *names;
1355         int i;
1356         int order;
1357         int node;
1358
1359         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1360                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1361                 if (i < MAX_NUMNODES)
1362                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1363         }
1364
1365         /*
1366          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1367          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1368          */
1369         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1370                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1371
1372         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1373          * from caches that do not exist yet:
1374          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1375          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1376          *    cache_cache is statically allocated.
1377          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1378          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1379          *    array at the end of the bootstrap.
1380          * 2) Create the first kmalloc cache.
1381          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1382          *    An __init data area is used for the head array.
1383          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1384          *    head arrays.
1385          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1386          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1387          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1388          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1389          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1390          */
1391
1392         node = numa_node_id();
1393
1394         /* 1) create the cache_cache */
1395         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1396         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1397         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1398         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1399         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1400
1401         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1402                                         cache_line_size());
1403
1404         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1405                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1406                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1407                 if (cache_cache.num)
1408                         break;
1409         }
1410         BUG_ON(!cache_cache.num);
1411         cache_cache.gfporder = order;
1412         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1413         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1414                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1415
1416         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1417         sizes = malloc_sizes;
1418         names = cache_names;
1419
1420         /*
1421          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1422          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1423          * bug.
1424          */
1425
1426         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1427                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1428                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1429                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1430                                         NULL, NULL);
1431
1432         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1433                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1434                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1435                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1436                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1437                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1438                                 NULL, NULL);
1439         }
1440
1441         slab_early_init = 0;
1442
1443         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1444                 /*
1445                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1446                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1447                  * eliminates "false sharing".
1448                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1449                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1450                  */
1451                 if (!sizes->cs_cachep) {
1452                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1453                                         sizes->cs_size,
1454                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1455                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1456                                         NULL, NULL);
1457                 }
1458
1459                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1460                                         sizes->cs_size,
1461                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1462                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1463                                                 SLAB_PANIC,
1464                                         NULL, NULL);
1465                 sizes++;
1466                 names++;
1467         }
1468         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1469         {
1470                 struct array_cache *ptr;
1471
1472                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1473
1474                 local_irq_disable();
1475                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1476                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1477                        sizeof(struct arraycache_init));
1478                 /*
1479                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1480                  */
1481                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1482
1483                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1484                 local_irq_enable();
1485
1486                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1487
1488                 local_irq_disable();
1489                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1490                        != &initarray_generic.cache);
1491                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1492                        sizeof(struct arraycache_init));
1493                 /*
1494                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1495                  */
1496                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1497
1498                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1499                     ptr;
1500                 local_irq_enable();
1501         }
1502         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1503         {
1504                 int nid;
1505
1506                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1507                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE], node);
1508
1509                 for_each_online_node(nid) {
1510                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1511                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1512
1513                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1514                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1515                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1516                         }
1517                 }
1518         }
1519
1520         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1521         {
1522                 struct kmem_cache *cachep;
1523                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1524                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1525                         if (enable_cpucache(cachep))
1526                                 BUG();
1527                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1528         }
1529
1530         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1531         init_lock_keys();
1532
1533
1534         /* Done! */
1535         g_cpucache_up = FULL;
1536
1537         /*
1538          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1539          * cpu_cache_get for all new cpus
1540          */
1541         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1542
1543         /*
1544          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1545          * of the kernel is not yet operational.
1546          */
1547 }
1548
1549 static int __init cpucache_init(void)
1550 {
1551         int cpu;
1552
1553         /*
1554          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1555          */
1556         for_each_online_cpu(cpu)
1557                 start_cpu_timer(cpu);
1558         return 0;
1559 }
1560 __initcall(cpucache_init);
1561
1562 /*
1563  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1564  *
1565  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1566  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1567  * would be relatively rare and ignorable.
1568  */
1569 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1570 {
1571         struct page *page;
1572         int nr_pages;
1573         int i;
1574
1575 #ifndef CONFIG_MMU
1576         /*
1577          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1578          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1579          */
1580         flags |= __GFP_COMP;
1581 #endif
1582
1583         /*
1584          * Under NUMA we want memory on the indicated node. We will handle
1585          * the needed fallback ourselves since we want to serve from our
1586          * per node object lists first for other nodes.
1587          */
1588         flags |= cachep->gfpflags | GFP_THISNODE;
1589
1590         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1591         if (!page)
1592                 return NULL;
1593
1594         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1595         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1596                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1597                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1598         else
1599                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1600                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1601         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1602                 __SetPageSlab(page + i);
1603         return page_address(page);
1604 }
1605
1606 /*
1607  * Interface to system's page release.
1608  */
1609 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1610 {
1611         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1612         struct page *page = virt_to_page(addr);
1613         const unsigned long nr_freed = i;
1614
1615         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1616                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1617                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1618         else
1619                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1620                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1621         while (i--) {
1622                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1623                 __ClearPageSlab(page);
1624                 page++;
1625         }
1626         if (current->reclaim_state)
1627                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1628         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1629 }
1630
1631 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1632 {
1633         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1634         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1635
1636         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1637         if (OFF_SLAB(cachep))
1638                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1639 }
1640
1641 #if DEBUG
1642
1643 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1644 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1645                             unsigned long caller)
1646 {
1647         int size = obj_size(cachep);
1648
1649         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1650
1651         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1652                 return;
1653
1654         *addr++ = 0x12345678;
1655         *addr++ = caller;
1656         *addr++ = smp_processor_id();
1657         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1658         {
1659                 unsigned long *sptr = &caller;
1660                 unsigned long svalue;
1661
1662                 while (!kstack_end(sptr)) {
1663                         svalue = *sptr++;
1664                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1665                                 *addr++ = svalue;
1666                                 size -= sizeof(unsigned long);
1667                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1668                                         break;
1669                         }
1670                 }
1671
1672         }
1673         *addr++ = 0x87654321;
1674 }
1675 #endif
1676
1677 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1678 {
1679         int size = obj_size(cachep);
1680         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1681
1682         memset(addr, val, size);
1683         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1684 }
1685
1686 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1687 {
1688         int i;
1689         unsigned char error = 0;
1690         int bad_count = 0;
1691
1692         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1693         for (i = 0; i < limit; i++) {
1694                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1695                         error = data[offset + i];
1696                         bad_count++;
1697                 }
1698                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1699         }
1700         printk("\n");
1701
1702         if (bad_count == 1) {
1703                 error ^= POISON_FREE;
1704                 if (!(error & (error - 1))) {
1705                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1706                                         "bad RAM.\n");
1707 #ifdef CONFIG_X86
1708                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1709                                         "test tool.\n");
1710 #else
1711                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1712 #endif
1713                 }
1714         }
1715 }
1716 #endif
1717
1718 #if DEBUG
1719
1720 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1721 {
1722         int i, size;
1723         char *realobj;
1724
1725         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1726                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1727                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1728                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1729         }
1730
1731         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1732                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1733                         *dbg_userword(cachep, objp));
1734                 print_symbol("(%s)",
1735                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1736                 printk("\n");
1737         }
1738         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1739         size = obj_size(cachep);
1740         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1741                 int limit;
1742                 limit = 16;
1743                 if (i + limit > size)
1744                         limit = size - i;
1745                 dump_line(realobj, i, limit);
1746         }
1747 }
1748
1749 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1750 {
1751         char *realobj;
1752         int size, i;
1753         int lines = 0;
1754
1755         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1756         size = obj_size(cachep);
1757
1758         for (i = 0; i < size; i++) {
1759                 char exp = POISON_FREE;
1760                 if (i == size - 1)
1761                         exp = POISON_END;
1762                 if (realobj[i] != exp) {
1763                         int limit;
1764                         /* Mismatch ! */
1765                         /* Print header */
1766                         if (lines == 0) {
1767                                 printk(KERN_ERR
1768                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1769                                         realobj, size);
1770                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1771                         }
1772                         /* Hexdump the affected line */
1773                         i = (i / 16) * 16;
1774                         limit = 16;
1775                         if (i + limit > size)
1776                                 limit = size - i;
1777                         dump_line(realobj, i, limit);
1778                         i += 16;
1779                         lines++;
1780                         /* Limit to 5 lines */
1781                         if (lines > 5)
1782                                 break;
1783                 }
1784         }
1785         if (lines != 0) {
1786                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1787                  * exist:
1788                  */
1789                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1790                 unsigned int objnr;
1791
1792                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1793                 if (objnr) {
1794                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1795                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1796                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1797                                realobj, size);
1798                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1799                 }
1800                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1801                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1802                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1803                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1804                                realobj, size);
1805                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1806                 }
1807         }
1808 }
1809 #endif
1810
1811 #if DEBUG
1812 /**
1813  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1814  * @cachep: cache pointer being destroyed
1815  * @slabp: slab pointer being destroyed
1816  *
1817  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1818  * destroyed.
1819  */
1820 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1821 {
1822         int i;
1823         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1824                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1825
1826                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1827 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1828                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1829                                         OFF_SLAB(cachep))
1830                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1831                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1832                         else
1833                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1834 #else
1835                         check_poison_obj(cachep, objp);
1836 #endif
1837                 }
1838                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1839                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1840                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1841                                            "was overwritten");
1842                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1843                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1844                                            "was overwritten");
1845                 }
1846                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1847                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1848         }
1849 }
1850 #else
1851 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1852 {
1853         if (cachep->dtor) {
1854                 int i;
1855                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1856                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1857                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1858                 }
1859         }
1860 }
1861 #endif
1862
1863 /**
1864  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1865  * @cachep: cache pointer being destroyed
1866  * @slabp: slab pointer being destroyed
1867  *
1868  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1869  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1870  * cache-lock is not held/needed.
1871  */
1872 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1873 {
1874         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1875
1876         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1877         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1878                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1879
1880                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1881                 slab_rcu->cachep = cachep;
1882                 slab_rcu->addr = addr;
1883                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1884         } else {
1885                 kmem_freepages(cachep, addr);
1886                 if (OFF_SLAB(cachep))
1887                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1888         }
1889 }
1890
1891 /*
1892  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1893  * size of kmem_list3.
1894  */
1895 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1896 {
1897         int node;
1898
1899         for_each_online_node(node) {
1900                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1901                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1902                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1903                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1904         }
1905 }
1906
1907 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1908 {
1909         int i;
1910         struct kmem_list3 *l3;
1911
1912         for_each_online_cpu(i)
1913             kfree(cachep->array[i]);
1914
1915         /* NUMA: free the list3 structures */
1916         for_each_online_node(i) {
1917                 l3 = cachep->nodelists[i];
1918                 if (l3) {
1919                         kfree(l3->shared);
1920                         free_alien_cache(l3->alien);
1921                         kfree(l3);
1922                 }
1923         }
1924         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1925 }
1926
1927
1928 /**
1929  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1930  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1931  * @size: size of objects to be created in this cache.
1932  * @align: required alignment for the objects.
1933  * @flags: slab allocation flags
1934  *
1935  * Also calculates the number of objects per slab.
1936  *
1937  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1938  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1939  * towards high-order requests, this should be changed.
1940  */
1941 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1942                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1943 {
1944         unsigned long offslab_limit;
1945         size_t left_over = 0;
1946         int gfporder;
1947
1948         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1949                 unsigned int num;
1950                 size_t remainder;
1951
1952                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1953                 if (!num)
1954                         continue;
1955
1956                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1957                         /*
1958                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1959                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1960                          * looping condition in cache_grow().
1961                          */
1962                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1963                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1964
1965                         if (num > offslab_limit)
1966                                 break;
1967                 }
1968
1969                 /* Found something acceptable - save it away */
1970                 cachep->num = num;
1971                 cachep->gfporder = gfporder;
1972                 left_over = remainder;
1973
1974                 /*
1975                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1976                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1977                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1978                  */
1979                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1980                         break;
1981
1982                 /*
1983                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1984                  * currently bad for the gfp()s.
1985                  */
1986                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1987                         break;
1988
1989                 /*
1990                  * Acceptable internal fragmentation?
1991                  */
1992                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1993                         break;
1994         }
1995         return left_over;
1996 }
1997
1998 static int setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1999 {
2000         if (g_cpucache_up == FULL)
2001                 return enable_cpucache(cachep);
2002
2003         if (g_cpucache_up == NONE) {
2004                 /*
2005                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2006                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2007                  * further caches will BUG().
2008                  */
2009                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2010
2011                 /*
2012                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2013                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2014                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2015                  */
2016                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2017                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2018                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2019                 else
2020                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2021         } else {
2022                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2023                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2024
2025                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2026                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2027                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2028                 } else {
2029                         int node;
2030                         for_each_online_node(node) {
2031                                 cachep->nodelists[node] =
2032                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2033                                                 GFP_KERNEL, node);
2034                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2035                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2036                         }
2037                 }
2038         }
2039         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2040                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2041                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2042
2043         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2044         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2045         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2046         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2047         cachep->batchcount = 1;
2048         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2049         return 0;
2050 }
2051
2052 /**
2053  * kmem_cache_create - Create a cache.
2054  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2055  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2056  * @align: The required alignment for the objects.
2057  * @flags: SLAB flags
2058  * @ctor: A constructor for the objects.
2059  * @dtor: A destructor for the objects.
2060  *
2061  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2062  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2063  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2064  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2065  *
2066  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2067  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2068  *
2069  * The flags are
2070  *
2071  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2072  * to catch references to uninitialised memory.
2073  *
2074  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2075  * for buffer overruns.
2076  *
2077  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2078  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2079  * as davem.
2080  */
2081 struct kmem_cache *
2082 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2083         unsigned long flags,
2084         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2085         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2086 {
2087         size_t left_over, slab_size, ralign;
2088         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2089
2090         /*
2091          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2092          */
2093         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2094             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
2095                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2096                                 name);
2097                 BUG();
2098         }
2099
2100         /*
2101          * Prevent CPUs from coming and going.
2102          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
2103          */
2104         lock_cpu_hotplug();
2105
2106         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2107
2108         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2109                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
2110                 char tmp;
2111                 int res;
2112
2113                 /*
2114                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2115                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2116                  * area of the module.  Print a warning.
2117                  */
2118                 set_fs(KERNEL_DS);
2119                 res = __get_user(tmp, pc->name);
2120                 set_fs(old_fs);
2121                 if (res) {
2122                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2123                                pc->buffer_size);
2124                         continue;
2125                 }
2126
2127                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2128                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2129                         dump_stack();
2130                         goto oops;
2131                 }
2132         }
2133
2134 #if DEBUG
2135         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2136         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
2137                 /* No constructor, but inital state check requested */
2138                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
2139                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
2140                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
2141         }
2142 #if FORCED_DEBUG
2143         /*
2144          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2145          * large objects, if the increased size would increase the object size
2146          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2147          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2148          */
2149         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2150                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2151         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2152                 flags |= SLAB_POISON;
2153 #endif
2154         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2155                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2156 #endif
2157         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2158                 BUG_ON(dtor);
2159
2160         /*
2161          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2162          * isn't available.
2163          */
2164         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2165
2166         /*
2167          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2168          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2169          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2170          */
2171         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2172                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2173                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2174         }
2175
2176         /* calculate the final buffer alignment: */
2177
2178         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2179         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2180                 /*
2181                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2182                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2183                  * one cacheline.
2184                  */
2185                 ralign = cache_line_size();
2186                 while (size <= ralign / 2)
2187                         ralign /= 2;
2188         } else {
2189                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2190         }
2191
2192         /*
2193          * Redzoning and user store require word alignment. Note this will be
2194          * overridden by architecture or caller mandated alignment if either
2195          * is greater than BYTES_PER_WORD.
2196          */
2197         if (flags & SLAB_RED_ZONE || flags & SLAB_STORE_USER)
2198                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2199
2200         /* 2) arch mandated alignment */
2201         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2202                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2203         }
2204         /* 3) caller mandated alignment */
2205         if (ralign < align) {
2206                 ralign = align;
2207         }
2208         /* disable debug if necessary */
2209         if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2210                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2211         /*
2212          * 4) Store it.
2213          */
2214         align = ralign;
2215
2216         /* Get cache's description obj. */
2217         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
2218         if (!cachep)
2219                 goto oops;
2220
2221 #if DEBUG
2222         cachep->obj_size = size;
2223
2224         /*
2225          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2226          * into align above.
2227          */
2228         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2229                 /* add space for red zone words */
2230                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2231                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2232         }
2233         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2234                 /* user store requires one word storage behind the end of
2235                  * the real object.
2236                  */
2237                 size += BYTES_PER_WORD;
2238         }
2239 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2240         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2241             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2242                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2243                 size = PAGE_SIZE;
2244         }
2245 #endif
2246 #endif
2247
2248         /*
2249          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2250          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2251          * it too early on.)
2252          */
2253         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2254                 /*
2255                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2256                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2257                  */
2258                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2259
2260         size = ALIGN(size, align);
2261
2262         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2263
2264         if (!cachep->num) {
2265                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2266                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2267                 cachep = NULL;
2268                 goto oops;
2269         }
2270         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2271                           + sizeof(struct slab), align);
2272
2273         /*
2274          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2275          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2276          */
2277         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2278                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2279                 left_over -= slab_size;
2280         }
2281
2282         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2283                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2284                 slab_size =
2285                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2286         }
2287
2288         cachep->colour_off = cache_line_size();
2289         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2290         if (cachep->colour_off < align)
2291                 cachep->colour_off = align;
2292         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2293         cachep->slab_size = slab_size;
2294         cachep->flags = flags;
2295         cachep->gfpflags = 0;
2296         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2297                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2298         cachep->buffer_size = size;
2299
2300         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2301                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2302                 /*
2303                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2304                  * But since we go off slab only for object size greater than
2305                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2306                  * this should not happen at all.
2307                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2308                  */
2309                 BUG_ON(!cachep->slabp_cache);
2310         }
2311         cachep->ctor = ctor;
2312         cachep->dtor = dtor;
2313         cachep->name = name;
2314
2315         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2316                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2317                 cachep = NULL;
2318                 goto oops;
2319         }
2320
2321         /* cache setup completed, link it into the list */
2322         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2323 oops:
2324         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2325                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2326                       name);
2327         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2328         unlock_cpu_hotplug();
2329         return cachep;
2330 }
2331 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2332
2333 #if DEBUG
2334 static void check_irq_off(void)
2335 {
2336         BUG_ON(!irqs_disabled());
2337 }
2338
2339 static void check_irq_on(void)
2340 {
2341         BUG_ON(irqs_disabled());
2342 }
2343
2344 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2345 {
2346 #ifdef CONFIG_SMP
2347         check_irq_off();
2348         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2349 #endif
2350 }
2351
2352 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2353 {
2354 #ifdef CONFIG_SMP
2355         check_irq_off();
2356         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2357 #endif
2358 }
2359
2360 #else
2361 #define check_irq_off() do { } while(0)
2362 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2363 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2364 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2365 #endif
2366
2367 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2368                         struct array_cache *ac,
2369                         int force, int node);
2370
2371 static void do_drain(void *arg)
2372 {
2373         struct kmem_cache *cachep = arg;
2374         struct array_cache *ac;
2375         int node = numa_node_id();
2376
2377         check_irq_off();
2378         ac = cpu_cache_get(cachep);
2379         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2380         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2381         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2382         ac->avail = 0;
2383 }
2384
2385 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2386 {
2387         struct kmem_list3 *l3;
2388         int node;
2389
2390         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2391         check_irq_on();
2392         for_each_online_node(node) {
2393                 l3 = cachep->nodelists[node];
2394                 if (l3 && l3->alien)
2395                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2396         }
2397
2398         for_each_online_node(node) {
2399                 l3 = cachep->nodelists[node];
2400                 if (l3)
2401                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2402         }
2403 }
2404
2405 /*
2406  * Remove slabs from the list of free slabs.
2407  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2408  *
2409  * Returns the actual number of slabs released.
2410  */
2411 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2412                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2413 {
2414         struct list_head *p;
2415         int nr_freed;
2416         struct slab *slabp;
2417
2418         nr_freed = 0;
2419         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2420
2421                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2422                 p = l3->slabs_free.prev;
2423                 if (p == &l3->slabs_free) {
2424                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2425                         goto out;
2426                 }
2427
2428                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2429 #if DEBUG
2430                 BUG_ON(slabp->inuse);
2431 #endif
2432                 list_del(&slabp->list);
2433                 /*
2434                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2435                  * to the cache.
2436                  */
2437                 l3->free_objects -= cache->num;
2438                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2439                 slab_destroy(cache, slabp);
2440                 nr_freed++;
2441         }
2442 out:
2443         return nr_freed;
2444 }
2445
2446 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2447 {
2448         int ret = 0, i = 0;
2449         struct kmem_list3 *l3;
2450
2451         drain_cpu_caches(cachep);
2452
2453         check_irq_on();
2454         for_each_online_node(i) {
2455                 l3 = cachep->nodelists[i];
2456                 if (!l3)
2457                         continue;
2458
2459                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2460
2461                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2462                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2463         }
2464         return (ret ? 1 : 0);
2465 }
2466
2467 /**
2468  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2469  * @cachep: The cache to shrink.
2470  *
2471  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2472  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2473  */
2474 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2475 {
2476         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2477
2478         return __cache_shrink(cachep);
2479 }
2480 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2481
2482 /**
2483  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2484  * @cachep: the cache to destroy
2485  *
2486  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2487  *
2488  * It is expected this function will be called by a module when it is
2489  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2490  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2491  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2492  *
2493  * The cache must be empty before calling this function.
2494  *
2495  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2496  * during the kmem_cache_destroy().
2497  */
2498 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2499 {
2500         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2501
2502         /* Don't let CPUs to come and go */
2503         lock_cpu_hotplug();
2504
2505         /* Find the cache in the chain of caches. */
2506         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2507         /*
2508          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2509          */
2510         list_del(&cachep->next);
2511         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2512
2513         if (__cache_shrink(cachep)) {
2514                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2515                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2516                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2517                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2518                 unlock_cpu_hotplug();
2519                 return;
2520         }
2521
2522         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2523                 synchronize_rcu();
2524
2525         __kmem_cache_destroy(cachep);
2526         unlock_cpu_hotplug();
2527 }
2528 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2529
2530 /*
2531  * Get the memory for a slab management obj.
2532  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2533  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2534  * come from the same cache which is getting created because,
2535  * when we are searching for an appropriate cache for these
2536  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2537  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2538  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2539  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2540  */
2541 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2542                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2543                                    int nodeid)
2544 {
2545         struct slab *slabp;
2546
2547         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2548                 /* Slab management obj is off-slab. */
2549                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2550                                               local_flags, nodeid);
2551                 if (!slabp)
2552                         return NULL;
2553         } else {
2554                 slabp = objp + colour_off;
2555                 colour_off += cachep->slab_size;
2556         }
2557         slabp->inuse = 0;
2558         slabp->colouroff = colour_off;
2559         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2560         slabp->nodeid = nodeid;
2561         return slabp;
2562 }
2563
2564 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2565 {
2566         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2567 }
2568
2569 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2570                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2571 {
2572         int i;
2573
2574         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2575                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2576 #if DEBUG
2577                 /* need to poison the objs? */
2578                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2579                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2580                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2581                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2582
2583                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2584                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2585                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2586                 }
2587                 /*
2588                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2589                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2590                  * They must also be threaded.
2591                  */
2592                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2593                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2594                                      ctor_flags);
2595
2596                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2597                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2598                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2599                                            " end of an object");
2600                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2601                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2602                                            " start of an object");
2603                 }
2604                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2605                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2606                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2607                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2608 #else
2609                 if (cachep->ctor)
2610                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2611 #endif
2612                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2613         }
2614         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2615         slabp->free = 0;
2616 }
2617
2618 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2619 {
2620         if (flags & SLAB_DMA)
2621                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2622         else
2623                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2624 }
2625
2626 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2627                                 int nodeid)
2628 {
2629         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2630         kmem_bufctl_t next;
2631
2632         slabp->inuse++;
2633         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2634 #if DEBUG
2635         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2636         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2637 #endif
2638         slabp->free = next;
2639
2640         return objp;
2641 }
2642
2643 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2644                                 void *objp, int nodeid)
2645 {
2646         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2647
2648 #if DEBUG
2649         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2650         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2651
2652         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2653                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2654                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2655                 BUG();
2656         }
2657 #endif
2658         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2659         slabp->free = objnr;
2660         slabp->inuse--;
2661 }
2662
2663 /*
2664  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2665  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2666  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2667  */
2668 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2669                            void *addr)
2670 {
2671         int nr_pages;
2672         struct page *page;
2673
2674         page = virt_to_page(addr);
2675
2676         nr_pages = 1;
2677         if (likely(!PageCompound(page)))
2678                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2679
2680         do {
2681                 page_set_cache(page, cache);
2682                 page_set_slab(page, slab);
2683                 page++;
2684         } while (--nr_pages);
2685 }
2686
2687 /*
2688  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2689  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2690  */
2691 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2692 {
2693         struct slab *slabp;
2694         void *objp;
2695         size_t offset;
2696         gfp_t local_flags;
2697         unsigned long ctor_flags;
2698         struct kmem_list3 *l3;
2699
2700         /*
2701          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2702          * critical path in kmem_cache_alloc().
2703          */
2704         BUG_ON(flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW));
2705         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2706                 return 0;
2707
2708         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2709         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2710         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2711                 /*
2712                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2713                  * this - it might need to know...
2714                  */
2715                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2716
2717         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2718         check_irq_off();
2719         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2720         spin_lock(&l3->list_lock);
2721
2722         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2723         offset = l3->colour_next;
2724         l3->colour_next++;
2725         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2726                 l3->colour_next = 0;
2727         spin_unlock(&l3->list_lock);
2728
2729         offset *= cachep->colour_off;
2730
2731         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2732                 local_irq_enable();
2733
2734         /*
2735          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2736          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2737          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2738          * will eventually be caught here (where it matters).
2739          */
2740         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2741
2742         /*
2743          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2744          * 'nodeid'.
2745          */
2746         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2747         if (!objp)
2748                 goto failed;
2749
2750         /* Get slab management. */
2751         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags, nodeid);
2752         if (!slabp)
2753                 goto opps1;
2754
2755         slabp->nodeid = nodeid;
2756         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2757
2758         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2759
2760         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2761                 local_irq_disable();
2762         check_irq_off();
2763         spin_lock(&l3->list_lock);
2764
2765         /* Make slab active. */
2766         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2767         STATS_INC_GROWN(cachep);
2768         l3->free_objects += cachep->num;
2769         spin_unlock(&l3->list_lock);
2770         return 1;
2771 opps1:
2772         kmem_freepages(cachep, objp);
2773 failed:
2774         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2775                 local_irq_disable();
2776         return 0;
2777 }
2778
2779 #if DEBUG
2780
2781 /*
2782  * Perform extra freeing checks:
2783  * - detect bad pointers.
2784  * - POISON/RED_ZONE checking
2785  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2786  */
2787 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2788 {
2789         struct page *page;
2790
2791         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2792                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2793                        (unsigned long)objp);
2794                 BUG();
2795         }
2796         page = virt_to_page(objp);
2797         if (!PageSlab(page)) {
2798                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2799                        (unsigned long)objp);
2800                 BUG();
2801         }
2802 }
2803
2804 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2805 {
2806         unsigned long redzone1, redzone2;
2807
2808         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2809         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2810
2811         /*
2812          * Redzone is ok.
2813          */
2814         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2815                 return;
2816
2817         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2818                 slab_error(cache, "double free detected");
2819         else
2820                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2821
2822         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2823                         obj, redzone1, redzone2);
2824 }
2825
2826 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2827                                    void *caller)
2828 {
2829         struct page *page;
2830         unsigned int objnr;
2831         struct slab *slabp;
2832
2833         objp -= obj_offset(cachep);
2834         kfree_debugcheck(objp);
2835         page = virt_to_page(objp);
2836
2837         slabp = page_get_slab(page);
2838
2839         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2840                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2841                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2842                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2843         }
2844         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2845                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2846
2847         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2848
2849         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2850         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2851
2852         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2853                 /*
2854                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2855                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2856                  * the cache-lock held.
2857                  */
2858                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2859                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2860         }
2861         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2862                 /* we want to cache poison the object,
2863                  * call the destruction callback
2864                  */
2865                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2866         }
2867 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2868         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2869 #endif
2870         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2871 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2872                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2873                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2874                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2875                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2876                 } else {
2877                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2878                 }
2879 #else
2880                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2881 #endif
2882         }
2883         return objp;
2884 }
2885
2886 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2887 {
2888         kmem_bufctl_t i;
2889         int entries = 0;
2890
2891         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2892         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2893                 entries++;
2894                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2895                         goto bad;
2896         }
2897         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2898 bad:
2899                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2900                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2901                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2902                 for (i = 0;
2903                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2904                      i++) {
2905                         if (i % 16 == 0)
2906                                 printk("\n%03x:", i);
2907                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2908                 }
2909                 printk("\n");
2910                 BUG();
2911         }
2912 }
2913 #else
2914 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2915 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2916 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2917 #endif
2918
2919 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2920 {
2921         int batchcount;
2922         struct kmem_list3 *l3;
2923         struct array_cache *ac;
2924         int node;
2925
2926         node = numa_node_id();
2927
2928         check_irq_off();
2929         ac = cpu_cache_get(cachep);
2930 retry:
2931         batchcount = ac->batchcount;
2932         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2933                 /*
2934                  * If there was little recent activity on this cache, then
2935                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2936                  * refill bouncing.
2937                  */
2938                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2939         }
2940         l3 = cachep->nodelists[node];
2941
2942         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2943         spin_lock(&l3->list_lock);
2944
2945         /* See if we can refill from the shared array */
2946         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2947                 goto alloc_done;
2948
2949         while (batchcount > 0) {
2950                 struct list_head *entry;
2951                 struct slab *slabp;
2952                 /* Get slab alloc is to come from. */
2953                 entry = l3->slabs_partial.next;
2954                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2955                         l3->free_touched = 1;
2956                         entry = l3->slabs_free.next;
2957                         if (entry == &l3->slabs_free)
2958                                 goto must_grow;
2959                 }
2960
2961                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2962                 check_slabp(cachep, slabp);
2963                 check_spinlock_acquired(cachep);
2964                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2965                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2966                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2967                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2968
2969                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2970                                                             node);
2971                 }
2972                 check_slabp(cachep, slabp);
2973
2974                 /* move slabp to correct slabp list: */
2975                 list_del(&slabp->list);
2976                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2977                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2978                 else
2979                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2980         }
2981
2982 must_grow:
2983         l3->free_objects -= ac->avail;
2984 alloc_done:
2985         spin_unlock(&l3->list_lock);
2986
2987         if (unlikely(!ac->avail)) {
2988                 int x;
2989                 x = cache_grow(cachep, flags, node);
2990
2991                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2992                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2993                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2994                         return NULL;
2995
2996                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2997                         goto retry;
2998         }
2999         ac->touched = 1;
3000         return ac->entry[--ac->avail];
3001 }
3002
3003 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3004                                                 gfp_t flags)
3005 {
3006         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3007 #if DEBUG
3008         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3009 #endif
3010 }
3011
3012 #if DEBUG
3013 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3014                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3015 {
3016         if (!objp)
3017                 return objp;
3018         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3019 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3020                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3021                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3022                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3023                 else
3024                         check_poison_obj(cachep, objp);
3025 #else
3026                 check_poison_obj(cachep, objp);
3027 #endif
3028                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3029         }
3030         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3031                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3032
3033         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3034                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3035                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3036                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3037                                                 " object was overwritten");
3038                         printk(KERN_ERR
3039                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
3040                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3041                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3042                 }
3043                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3044                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3045         }
3046 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3047         {
3048                 struct slab *slabp;
3049                 unsigned objnr;
3050
3051                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
3052                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3053                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3054         }
3055 #endif
3056         objp += obj_offset(cachep);
3057         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
3058                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
3059
3060                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
3061                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
3062
3063                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
3064         }
3065 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3066         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3067                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3068                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3069         }
3070 #endif
3071         return objp;
3072 }
3073 #else
3074 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3075 #endif
3076
3077 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3078 {
3079         void *objp;
3080         struct array_cache *ac;
3081
3082         check_irq_off();
3083         ac = cpu_cache_get(cachep);
3084         if (likely(ac->avail)) {
3085                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3086                 ac->touched = 1;
3087                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3088         } else {
3089                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3090                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3091         }
3092         return objp;
3093 }
3094
3095 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
3096                                                 gfp_t flags, void *caller)
3097 {
3098         unsigned long save_flags;
3099         void *objp = NULL;
3100
3101         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3102
3103         local_irq_save(save_flags);
3104
3105         if (unlikely(NUMA_BUILD &&
3106                         current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY)))
3107                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
3108
3109         if (!objp)
3110                 objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
3111         /*
3112          * We may just have run out of memory on the local node.
3113          * __cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3114          */
3115         if (NUMA_BUILD && !objp)
3116                 objp = __cache_alloc_node(cachep, flags, numa_node_id());
3117         local_irq_restore(save_flags);
3118         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
3119                                             caller);
3120         prefetchw(objp);
3121         return objp;
3122 }
3123
3124 #ifdef CONFIG_NUMA
3125 /*
3126  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3127  *
3128  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3129  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3130  */
3131 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3132 {
3133         int nid_alloc, nid_here;
3134
3135         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3136                 return NULL;
3137         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3138         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3139                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3140         else if (current->mempolicy)
3141                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3142         if (nid_alloc != nid_here)
3143                 return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3144         return NULL;
3145 }
3146
3147 /*
3148  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3149  * certain node and we are allowed to fall back. We mimick the behavior of
3150  * the page allocator. We fall back according to a zonelist determined by
3151  * the policy layer while obeying cpuset constraints.
3152  */
3153 void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3154 {
3155         struct zonelist *zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3156                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
3157         struct zone **z;
3158         void *obj = NULL;
3159
3160         for (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++) {
3161                 int nid = zone_to_nid(*z);
3162
3163                 if (zone_idx(*z) <= ZONE_NORMAL &&
3164                                 cpuset_zone_allowed(*z, flags) &&
3165                                 cache->nodelists[nid])
3166                         obj = __cache_alloc_node(cache,
3167                                         flags | __GFP_THISNODE, nid);
3168         }
3169         return obj;
3170 }
3171
3172 /*
3173  * A interface to enable slab creation on nodeid
3174  */
3175 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3176                                 int nodeid)
3177 {
3178         struct list_head *entry;
3179         struct slab *slabp;
3180         struct kmem_list3 *l3;
3181         void *obj;
3182         int x;
3183
3184         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3185         BUG_ON(!l3);
3186
3187 retry:
3188         check_irq_off();
3189         spin_lock(&l3->list_lock);
3190         entry = l3->slabs_partial.next;
3191         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3192                 l3->free_touched = 1;
3193                 entry = l3->slabs_free.next;
3194                 if (entry == &l3->slabs_free)
3195                         goto must_grow;
3196         }
3197
3198         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3199         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3200         check_slabp(cachep, slabp);
3201
3202         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3203         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3204         STATS_SET_HIGH(cachep);
3205
3206         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3207
3208         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3209         check_slabp(cachep, slabp);
3210         l3->free_objects--;
3211         /* move slabp to correct slabp list: */
3212         list_del(&slabp->list);
3213
3214         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3215                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3216         else
3217                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3218
3219         spin_unlock(&l3->list_lock);
3220         goto done;
3221
3222 must_grow:
3223         spin_unlock(&l3->list_lock);
3224         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
3225         if (x)
3226                 goto retry;
3227
3228         if (!(flags & __GFP_THISNODE))
3229                 /* Unable to grow the cache. Fall back to other nodes. */
3230                 return fallback_alloc(cachep, flags);
3231
3232         return NULL;
3233
3234 done:
3235         return obj;
3236 }
3237 #endif
3238
3239 /*
3240  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3241  */
3242 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3243                        int node)
3244 {
3245         int i;
3246         struct kmem_list3 *l3;
3247
3248         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3249                 void *objp = objpp[i];
3250                 struct slab *slabp;
3251
3252                 slabp = virt_to_slab(objp);
3253                 l3 = cachep->nodelists[node];
3254                 list_del(&slabp->list);
3255                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3256                 check_slabp(cachep, slabp);
3257                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3258                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3259                 l3->free_objects++;
3260                 check_slabp(cachep, slabp);
3261
3262                 /* fixup slab chains */
3263                 if (slabp->inuse == 0) {
3264                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3265                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3266                                 /* No need to drop any previously held
3267                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3268                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3269                                  * a different cache, refer to comments before
3270                                  * alloc_slabmgmt.
3271                                  */
3272                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3273                         } else {
3274                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3275                         }
3276                 } else {
3277                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3278                          * partial list on free - maximum time for the
3279                          * other objects to be freed, too.
3280                          */
3281                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3282                 }
3283         }
3284 }
3285
3286 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3287 {
3288         int batchcount;
3289         struct kmem_list3 *l3;
3290         int node = numa_node_id();
3291
3292         batchcount = ac->batchcount;
3293 #if DEBUG
3294         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3295 #endif
3296         check_irq_off();
3297         l3 = cachep->nodelists[node];
3298         spin_lock(&l3->list_lock);
3299         if (l3->shared) {
3300                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3301                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3302                 if (max) {
3303                         if (batchcount > max)
3304                                 batchcount = max;
3305                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3306                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3307                         shared_array->avail += batchcount;
3308                         goto free_done;
3309                 }
3310         }
3311
3312         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3313 free_done:
3314 #if STATS
3315         {
3316                 int i = 0;
3317                 struct list_head *p;
3318
3319                 p = l3->slabs_free.next;
3320                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3321                         struct slab *slabp;
3322
3323                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3324                         BUG_ON(slabp->inuse);
3325
3326                         i++;
3327                         p = p->next;
3328                 }
3329                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3330         }
3331 #endif
3332         spin_unlock(&l3->list_lock);
3333         ac->avail -= batchcount;
3334         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3335 }
3336
3337 /*
3338  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3339  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3340  */
3341 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3342 {
3343         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3344
3345         check_irq_off();
3346         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3347
3348         if (cache_free_alien(cachep, objp))
3349                 return;
3350
3351         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3352                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3353                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3354                 return;
3355         } else {
3356                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3357                 cache_flusharray(cachep, ac);
3358                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3359         }
3360 }
3361
3362 /**
3363  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3364  * @cachep: The cache to allocate from.
3365  * @flags: See kmalloc().
3366  *
3367  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3368  * if the cache has no available objects.
3369  */
3370 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3371 {
3372         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3373 }
3374 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3375
3376 /**
3377  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3378  * @cache: The cache to allocate from.
3379  * @flags: See kmalloc().
3380  *
3381  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3382  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3383  */
3384 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3385 {
3386         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3387         if (ret)
3388                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3389         return ret;
3390 }
3391 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3392
3393 /**
3394  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3395  *      be a slab entry.
3396  * @cachep: the cache we're checking against
3397  * @ptr: pointer to validate
3398  *
3399  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3400  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3401  * part of the slab cache in question, but it at least
3402  * validates that the pointer can be dereferenced and
3403  * looks half-way sane.
3404  *
3405  * Currently only used for dentry validation.
3406  */
3407 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3408 {
3409         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3410         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3411         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3412         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3413         struct page *page;
3414
3415         if (unlikely(addr < min_addr))
3416                 goto out;
3417         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3418                 goto out;
3419         if (unlikely(addr & align_mask))
3420                 goto out;
3421         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3422                 goto out;
3423         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3424                 goto out;
3425         page = virt_to_page(ptr);
3426         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3427                 goto out;
3428         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3429                 goto out;
3430         return 1;
3431 out:
3432         return 0;
3433 }
3434
3435 #ifdef CONFIG_NUMA
3436 /**
3437  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3438  * @cachep: The cache to allocate from.
3439  * @flags: See kmalloc().
3440  * @nodeid: node number of the target node.
3441  *
3442  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3443  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3444  * can improve the performance for cpu bound structures.
3445  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3446  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3447  */
3448 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3449 {
3450         unsigned long save_flags;
3451         void *ptr;
3452
3453         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3454         local_irq_save(save_flags);
3455
3456         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3457                         !cachep->nodelists[nodeid])
3458                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3459         else
3460                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3461         local_irq_restore(save_flags);
3462
3463         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3464                                            __builtin_return_address(0));
3465
3466         return ptr;
3467 }
3468 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3469
3470 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3471 {
3472         struct kmem_cache *cachep;
3473
3474         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3475         if (unlikely(cachep == NULL))
3476                 return NULL;
3477         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3478 }
3479 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3480 #endif
3481
3482 /**
3483  * __do_kmalloc - allocate memory
3484  * @size: how many bytes of memory are required.
3485  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3486  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3487  */
3488 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3489                                           void *caller)
3490 {
3491         struct kmem_cache *cachep;
3492
3493         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3494          * __ with kmem_.
3495          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3496          * functions.
3497          */
3498         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3499         if (unlikely(cachep == NULL))
3500                 return NULL;
3501         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3502 }
3503
3504
3505 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3506 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3507 {
3508         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3509 }
3510 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3511
3512 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3513 {
3514         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3515 }
3516 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3517
3518 #else
3519 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3520 {
3521         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3522 }
3523 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3524 #endif
3525
3526 /**
3527  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3528  * @cachep: The cache the allocation was from.
3529  * @objp: The previously allocated object.
3530  *
3531  * Free an object which was previously allocated from this
3532  * cache.
3533  */
3534 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3535 {
3536         unsigned long flags;
3537
3538         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3539
3540         local_irq_save(flags);
3541         __cache_free(cachep, objp);
3542         local_irq_restore(flags);
3543 }
3544 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3545
3546 /**
3547  * kfree - free previously allocated memory
3548  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3549  *
3550  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3551  *
3552  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3553  * or you will run into trouble.
3554  */
3555 void kfree(const void *objp)
3556 {
3557         struct kmem_cache *c;
3558         unsigned long flags;
3559
3560         if (unlikely(!objp))
3561                 return;
3562         local_irq_save(flags);
3563         kfree_debugcheck(objp);
3564         c = virt_to_cache(objp);
3565         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3566         __cache_free(c, (void *)objp);
3567         local_irq_restore(flags);
3568 }
3569 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3570
3571 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3572 {
3573         return obj_size(cachep);
3574 }
3575 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3576
3577 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3578 {
3579         return cachep->name;
3580 }
3581 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3582
3583 /*
3584  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3585  */
3586 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3587 {
3588         int node;
3589         struct kmem_list3 *l3;
3590         struct array_cache *new_shared;
3591         struct array_cache **new_alien;
3592
3593         for_each_online_node(node) {
3594
3595                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3596                 if (!new_alien)
3597                         goto fail;
3598
3599                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3600                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3601                                         0xbaadf00d);
3602                 if (!new_shared) {
3603                         free_alien_cache(new_alien);
3604                         goto fail;
3605                 }
3606
3607                 l3 = cachep->nodelists[node];
3608                 if (l3) {
3609                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3610
3611                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3612
3613                         if (shared)
3614                                 free_block(cachep, shared->entry,
3615                                                 shared->avail, node);
3616
3617                         l3->shared = new_shared;
3618                         if (!l3->alien) {
3619                                 l3->alien = new_alien;
3620                                 new_alien = NULL;
3621                         }
3622                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3623                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3624                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3625                         kfree(shared);
3626                         free_alien_cache(new_alien);
3627                         continue;
3628                 }
3629                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3630                 if (!l3) {
3631                         free_alien_cache(new_alien);
3632                         kfree(new_shared);
3633                         goto fail;
3634                 }
3635
3636                 kmem_list3_init(l3);
3637                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3638                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3639                 l3->shared = new_shared;
3640                 l3->alien = new_alien;
3641                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3642                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3643                 cachep->nodelists[node] = l3;
3644         }
3645         return 0;
3646
3647 fail:
3648         if (!cachep->next.next) {
3649                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3650                 node--;
3651                 while (node >= 0) {
3652                         if (cachep->nodelists[node]) {
3653                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3654
3655                                 kfree(l3->shared);
3656                                 free_alien_cache(l3->alien);
3657                                 kfree(l3);
3658                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3659                         }
3660                         node--;
3661                 }
3662         }
3663         return -ENOMEM;
3664 }
3665
3666 struct ccupdate_struct {
3667         struct kmem_cache *cachep;
3668         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3669 };
3670
3671 static void do_ccupdate_local(void *info)
3672 {
3673         struct ccupdate_struct *new = info;
3674         struct array_cache *old;
3675
3676         check_irq_off();
3677         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3678
3679         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3680         new->new[smp_processor_id()] = old;
3681 }
3682
3683 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3684 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3685                                 int batchcount, int shared)
3686 {
3687         struct ccupdate_struct *new;
3688         int i;
3689
3690         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3691         if (!new)
3692                 return -ENOMEM;
3693
3694         for_each_online_cpu(i) {
3695                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3696                                                 batchcount);
3697                 if (!new->new[i]) {
3698                         for (i--; i >= 0; i--)
3699                                 kfree(new->new[i]);
3700                         kfree(new);
3701                         return -ENOMEM;
3702                 }
3703         }
3704         new->cachep = cachep;
3705
3706         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3707
3708         check_irq_on();
3709         cachep->batchcount = batchcount;
3710         cachep->limit = limit;
3711         cachep->shared = shared;
3712
3713         for_each_online_cpu(i) {
3714                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3715                 if (!ccold)
3716                         continue;
3717                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3718                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3719                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3720                 kfree(ccold);
3721         }
3722         kfree(new);
3723         return alloc_kmemlist(cachep);
3724 }
3725
3726 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3727 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3728 {
3729         int err;
3730         int limit, shared;
3731
3732         /*
3733          * The head array serves three purposes:
3734          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3735          * - reduce the number of spinlock operations.
3736          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3737          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3738          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3739          * Bonwick.
3740          */
3741         if (cachep->buffer_size > 131072)
3742                 limit = 1;
3743         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3744                 limit = 8;
3745         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3746                 limit = 24;
3747         else if (cachep->buffer_size > 256)
3748                 limit = 54;
3749         else
3750                 limit = 120;
3751
3752         /*
3753          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3754          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3755          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3756          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3757          * replaces Bonwick's magazine layer.
3758          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3759          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3760          */
3761         shared = 0;
3762 #ifdef CONFIG_SMP
3763         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3764                 shared = 8;
3765 #endif
3766
3767 #if DEBUG
3768         /*
3769          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3770          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3771          */
3772         if (limit > 32)
3773                 limit = 32;
3774 #endif
3775         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3776         if (err)
3777                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3778                        cachep->name, -err);
3779         return err;
3780 }
3781
3782 /*
3783  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3784  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3785  * if drain_array() is used on the shared array.
3786  */
3787 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3788                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3789 {
3790         int tofree;
3791
3792         if (!ac || !ac->avail)
3793                 return;
3794         if (ac->touched && !force) {
3795                 ac->touched = 0;
3796         } else {
3797                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3798                 if (ac->avail) {
3799                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3800                         if (tofree > ac->avail)
3801                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3802                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3803                         ac->avail -= tofree;
3804                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3805                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3806                 }
3807                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3808         }
3809 }
3810
3811 /**
3812  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3813  * @unused: unused parameter
3814  *
3815  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3816  * Purpose:
3817  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3818  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3819  *
3820  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3821  * again on the next iteration.
3822  */
3823 static void cache_reap(struct work_struct *unused)
3824 {
3825         struct kmem_cache *searchp;
3826         struct kmem_list3 *l3;
3827         int node = numa_node_id();
3828
3829         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3830                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3831                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3832                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3833                 return;
3834         }
3835
3836         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
3837                 check_irq_on();
3838
3839                 /*
3840                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3841                  * have established with reasonable certainty that
3842                  * we can do some work if the lock was obtained.
3843                  */
3844                 l3 = searchp->nodelists[node];
3845
3846                 reap_alien(searchp, l3);
3847
3848                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3849
3850                 /*
3851                  * These are racy checks but it does not matter
3852                  * if we skip one check or scan twice.
3853                  */
3854                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3855                         goto next;
3856
3857                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3858
3859                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3860
3861                 if (l3->free_touched)
3862                         l3->free_touched = 0;
3863                 else {
3864                         int freed;
3865
3866                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
3867                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3868                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3869                 }
3870 next:
3871                 cond_resched();
3872         }
3873         check_irq_on();
3874         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3875         next_reap_node();
3876         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
3877         /* Set up the next iteration */
3878         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3879 }
3880
3881 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3882
3883 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3884 {
3885         /*
3886          * Output format version, so at least we can change it
3887          * without _too_ many complaints.
3888          */
3889 #if STATS
3890         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3891 #else
3892         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3893 #endif
3894         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3895                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3896         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3897         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3898 #if STATS
3899         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3900                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
3901         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3902 #endif
3903         seq_putc(m, '\n');
3904 }
3905
3906 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3907 {
3908         loff_t n = *pos;
3909         struct list_head *p;
3910
3911         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3912         if (!n)
3913                 print_slabinfo_header(m);
3914         p = cache_chain.next;
3915         while (n--) {
3916                 p = p->next;
3917                 if (p == &cache_chain)
3918                         return NULL;
3919         }
3920         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3921 }
3922
3923 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3924 {
3925         struct kmem_cache *cachep = p;
3926         ++*pos;
3927         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3928                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3929 }
3930
3931 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3932 {
3933         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3934 }
3935
3936 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3937 {
3938         struct kmem_cache *cachep = p;
3939         struct slab *slabp;
3940         unsigned long active_objs;
3941         unsigned long num_objs;
3942         unsigned long active_slabs = 0;
3943         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3944         const char *name;
3945         char *error = NULL;
3946         int node;
3947         struct kmem_list3 *l3;
3948
3949         active_objs = 0;
3950         num_slabs = 0;
3951         for_each_online_node(node) {
3952                 l3 = cachep->nodelists[node];
3953                 if (!l3)
3954                         continue;
3955
3956                 check_irq_on();
3957                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3958
3959                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
3960                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3961                                 error = "slabs_full accounting error";
3962                         active_objs += cachep->num;
3963                         active_slabs++;
3964                 }
3965                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
3966                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3967                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3968                         if (!slabp->inuse && !error)
3969                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3970                         active_objs += slabp->inuse;
3971                         active_slabs++;
3972                 }
3973                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
3974                         if (slabp->inuse && !error)
3975                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3976                         num_slabs++;
3977                 }
3978                 free_objects += l3->free_objects;
3979                 if (l3->shared)
3980                         shared_avail += l3->shared->avail;
3981
3982                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3983         }
3984         num_slabs += active_slabs;
3985         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3986         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3987                 error = "free_objects accounting error";
3988
3989         name = cachep->name;
3990         if (error)
3991                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3992
3993         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3994                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3995                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3996         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3997                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3998         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3999                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4000 #if STATS
4001         {                       /* list3 stats */
4002                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4003                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4004                 unsigned long grown = cachep->grown;
4005                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4006                 unsigned long errors = cachep->errors;
4007                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4008                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4009                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4010                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4011
4012                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4013                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4014                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4015                                 node_frees, overflows);
4016         }
4017         /* cpu stats */
4018         {
4019                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4020                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4021                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4022                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4023
4024                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4025                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4026         }
4027 #endif
4028         seq_putc(m, '\n');
4029         return 0;
4030 }
4031
4032 /*
4033  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4034  *
4035  * Output layout:
4036  * cache-name
4037  * num-active-objs
4038  * total-objs
4039  * object size
4040  * num-active-slabs
4041  * total-slabs
4042  * num-pages-per-slab
4043  * + further values on SMP and with statistics enabled
4044  */
4045
4046 struct seq_operations slabinfo_op = {
4047         .start = s_start,
4048         .next = s_next,
4049         .stop = s_stop,
4050         .show = s_show,
4051 };
4052
4053 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4054 /**
4055  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4056  * @file: unused
4057  * @buffer: user buffer
4058  * @count: data length
4059  * @ppos: unused
4060  */
4061 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4062                        size_t count, loff_t *ppos)
4063 {
4064         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4065         int limit, batchcount, shared, res;
4066         struct kmem_cache *cachep;
4067
4068         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4069                 return -EINVAL;
4070         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4071                 return -EFAULT;
4072         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4073
4074         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4075         if (!tmp)
4076                 return -EINVAL;
4077         *tmp = '\0';
4078         tmp++;
4079         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4080                 return -EINVAL;
4081
4082         /* Find the cache in the chain of caches. */
4083         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4084         res = -EINVAL;
4085         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4086                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4087                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4088                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4089                                 res = 0;
4090                         } else {
4091                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4092                                                        batchcount, shared);
4093                         }
4094                         break;
4095                 }
4096         }
4097         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4098         if (res >= 0)
4099                 res = count;
4100         return res;
4101 }
4102
4103 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4104
4105 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4106 {
4107         loff_t n = *pos;
4108         struct list_head *p;
4109
4110         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4111         p = cache_chain.next;
4112         while (n--) {
4113                 p = p->next;
4114                 if (p == &cache_chain)
4115                         return NULL;
4116         }
4117         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4118 }
4119
4120 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4121 {
4122         unsigned long *p;
4123         int l;
4124         if (!v)
4125                 return 1;
4126         l = n[1];
4127         p = n + 2;
4128         while (l) {
4129                 int i = l/2;
4130                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4131                 if (*q == v) {
4132                         q[1]++;
4133                         return 1;
4134                 }
4135                 if (*q > v) {
4136                         l = i;
4137                 } else {
4138                         p = q + 2;
4139                         l -= i + 1;
4140                 }
4141         }
4142         if (++n[1] == n[0])
4143                 return 0;
4144         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4145         p[0] = v;
4146         p[1] = 1;
4147         return 1;
4148 }
4149
4150 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4151 {
4152         void *p;
4153         int i;
4154         if (n[0] == n[1])
4155                 return;
4156         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4157                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4158                         continue;
4159                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4160                         return;
4161         }
4162 }
4163
4164 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4165 {
4166 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4167         char *modname;
4168         const char *name;
4169         unsigned long offset, size;
4170         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4171
4172         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4173
4174         if (name) {
4175                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4176                 if (modname)
4177                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4178                 return;
4179         }
4180 #endif
4181         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4182 }
4183
4184 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4185 {
4186         struct kmem_cache *cachep = p;
4187         struct slab *slabp;
4188         struct kmem_list3 *l3;
4189         const char *name;
4190         unsigned long *n = m->private;
4191         int node;
4192         int i;
4193
4194         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4195                 return 0;
4196         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4197                 return 0;
4198
4199         /* OK, we can do it */
4200
4201         n[1] = 0;
4202
4203         for_each_online_node(node) {
4204                 l3 = cachep->nodelists[node];
4205                 if (!l3)
4206                         continue;
4207
4208                 check_irq_on();
4209                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4210
4211                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4212                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4213                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4214                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4215                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4216         }
4217         name = cachep->name;
4218         if (n[0] == n[1]) {
4219                 /* Increase the buffer size */
4220                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4221                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4222                 if (!m->private) {
4223                         /* Too bad, we are really out */
4224                         m->private = n;
4225                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4226                         return -ENOMEM;
4227                 }
4228                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4229                 kfree(n);
4230                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4231                 /* Now make sure this entry will be retried */
4232                 m->count = m->size;
4233                 return 0;
4234         }
4235         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4236                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4237                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4238                 seq_putc(m, '\n');
4239         }
4240
4241         return 0;
4242 }
4243
4244 struct seq_operations slabstats_op = {
4245         .start = leaks_start,
4246         .next = s_next,
4247         .stop = s_stop,
4248         .show = leaks_show,
4249 };
4250 #endif
4251 #endif
4252
4253 /**
4254  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4255  * @objp: Pointer to the object
4256  *
4257  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4258  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4259  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4260  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4261  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4262  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4263  * must not be freed during the duration of the call.
4264  */
4265 unsigned int ksize(const void *objp)
4266 {
4267         if (unlikely(objp == NULL))
4268                 return 0;
4269
4270         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4271 }