Merge nommu tree
[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/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.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/seq_file.h>
98 #include        <linux/notifier.h>
99 #include        <linux/kallsyms.h>
100 #include        <linux/cpu.h>
101 #include        <linux/sysctl.h>
102 #include        <linux/module.h>
103 #include        <linux/rcupdate.h>
104 #include        <linux/string.h>
105 #include        <linux/nodemask.h>
106 #include        <linux/mempolicy.h>
107 #include        <linux/mutex.h>
108
109 #include        <asm/uaccess.h>
110 #include        <asm/cacheflush.h>
111 #include        <asm/tlbflush.h>
112 #include        <asm/page.h>
113
114 /*
115  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
116  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
117  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
118  *
119  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
123  */
124
125 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
126 #define DEBUG           1
127 #define STATS           1
128 #define FORCED_DEBUG    1
129 #else
130 #define DEBUG           0
131 #define STATS           0
132 #define FORCED_DEBUG    0
133 #endif
134
135 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
136 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
137
138 #ifndef cache_line_size
139 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
140 #endif
141
142 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
143 /*
144  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
145  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
146  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
147  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
148  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
149  * Note that this flag disables some debug features.
150  */
151 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
152 #endif
153
154 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
155 /*
156  * Enforce a minimum alignment for all caches.
157  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
158  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
159  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
160  * some debug features.
161  */
162 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
163 #endif
164
165 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
166 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
167 #endif
168
169 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
170 #if DEBUG
171 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
172                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
173                          SLAB_CACHE_DMA | \
174                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
175                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
176                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
177 #else
178 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
179                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
180                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
181                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
182 #endif
183
184 /*
185  * kmem_bufctl_t:
186  *
187  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
188  * linked offsets.
189  *
190  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
191  * slab an object belongs to.
192  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
193  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
194  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
195  * that does not use off-slab slabs.
196  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
197  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
198  * to have too many per slab.
199  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
200  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
201  */
202
203 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
204 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
205 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
206 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
207
208 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
209  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
210  */
211 static unsigned long offslab_limit;
212
213 /*
214  * struct slab
215  *
216  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
217  * for a slab, or allocated from an general cache.
218  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
219  */
220 struct slab {
221         struct list_head list;
222         unsigned long colouroff;
223         void *s_mem;            /* including colour offset */
224         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225         kmem_bufctl_t free;
226         unsigned short nodeid;
227 };
228
229 /*
230  * struct slab_rcu
231  *
232  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
233  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
234  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
235  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
236  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
237  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
238  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
239  *
240  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
241  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
242  *
243  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
244  */
245 struct slab_rcu {
246         struct rcu_head head;
247         struct kmem_cache *cachep;
248         void *addr;
249 };
250
251 /*
252  * struct array_cache
253  *
254  * Purpose:
255  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
256  * - reduce the number of linked list operations
257  * - reduce spinlock operations
258  *
259  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
260  * footprint.
261  *
262  */
263 struct array_cache {
264         unsigned int avail;
265         unsigned int limit;
266         unsigned int batchcount;
267         unsigned int touched;
268         spinlock_t lock;
269         void *entry[0]; /*
270                          * Must have this definition in here for the proper
271                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
272                          * the entries.
273                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
274                          */
275 };
276
277 /*
278  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
279  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
280  */
281 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
282 struct arraycache_init {
283         struct array_cache cache;
284         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
285 };
286
287 /*
288  * The slab lists for all objects.
289  */
290 struct kmem_list3 {
291         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
292         struct list_head slabs_full;
293         struct list_head slabs_free;
294         unsigned long free_objects;
295         unsigned int free_limit;
296         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
297         spinlock_t list_lock;
298         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
299         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
300         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
301         int free_touched;               /* updated without locking */
302 };
303
304 /*
305  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
306  */
307 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
308 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
309 #define CACHE_CACHE 0
310 #define SIZE_AC 1
311 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
312
313 /*
314  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
315  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
316  */
317 static __always_inline int index_of(const size_t size)
318 {
319         extern void __bad_size(void);
320
321         if (__builtin_constant_p(size)) {
322                 int i = 0;
323
324 #define CACHE(x) \
325         if (size <=x) \
326                 return i; \
327         else \
328                 i++;
329 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
330 #undef CACHE
331                 __bad_size();
332         } else
333                 __bad_size();
334         return 0;
335 }
336
337 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
338 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
339
340 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
341 {
342         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
343         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
344         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
345         parent->shared = NULL;
346         parent->alien = NULL;
347         parent->colour_next = 0;
348         spin_lock_init(&parent->list_lock);
349         parent->free_objects = 0;
350         parent->free_touched = 0;
351 }
352
353 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
354         do {                                                            \
355                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
356                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
357         } while (0)
358
359 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
360         do {                                                            \
361         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
362         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
363         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
364         } while (0)
365
366 /*
367  * struct kmem_cache
368  *
369  * manages a cache.
370  */
371
372 struct kmem_cache {
373 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
374         struct array_cache *array[NR_CPUS];
375 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
376         unsigned int batchcount;
377         unsigned int limit;
378         unsigned int shared;
379
380         unsigned int buffer_size;
381 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
382         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
383
384         unsigned int flags;             /* constant flags */
385         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
386
387 /* 4) cache_grow/shrink */
388         /* order of pgs per slab (2^n) */
389         unsigned int gfporder;
390
391         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
392         gfp_t gfpflags;
393
394         size_t colour;                  /* cache colouring range */
395         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
396         struct kmem_cache *slabp_cache;
397         unsigned int slab_size;
398         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
399
400         /* constructor func */
401         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
402
403         /* de-constructor func */
404         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
405
406 /* 5) cache creation/removal */
407         const char *name;
408         struct list_head next;
409
410 /* 6) statistics */
411 #if STATS
412         unsigned long num_active;
413         unsigned long num_allocations;
414         unsigned long high_mark;
415         unsigned long grown;
416         unsigned long reaped;
417         unsigned long errors;
418         unsigned long max_freeable;
419         unsigned long node_allocs;
420         unsigned long node_frees;
421         atomic_t allochit;
422         atomic_t allocmiss;
423         atomic_t freehit;
424         atomic_t freemiss;
425 #endif
426 #if DEBUG
427         /*
428          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
429          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
430          * object size including these internal fields, the following two
431          * variables contain the offset to the user object and its size.
432          */
433         int obj_offset;
434         int obj_size;
435 #endif
436 };
437
438 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
439 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
440
441 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
442 /*
443  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
444  * cpucache drain/refill cycles.
445  *
446  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
447  * which could lock up otherwise freeable slabs.
448  */
449 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
450 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
451
452 #if STATS
453 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
454 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
455 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
456 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
457 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
458 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
459         do {                                                            \
460                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
461                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
462         } while (0)
463 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
464 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
465 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
466 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
467         do {                                                            \
468                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
469                         (x)->max_freeable = i;                          \
470         } while (0)
471 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
472 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
473 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
474 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
475 #else
476 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
477 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
478 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
479 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
480 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
481 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
482 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
483 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
484 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
485 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
486 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
487 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
488 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
489 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
490 #endif
491
492 #if DEBUG
493 /*
494  * Magic nums for obj red zoning.
495  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
496  */
497 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
498 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
499
500 /* ...and for poisoning */
501 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
502 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
503 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
504
505 /*
506  * memory layout of objects:
507  * 0            : objp
508  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
509  *              the end of an object is aligned with the end of the real
510  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
511  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
512  *              redzone word.
513  * cachep->obj_offset: The real object.
514  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
515  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
516  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
517  */
518 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
519 {
520         return cachep->obj_offset;
521 }
522
523 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
524 {
525         return cachep->obj_size;
526 }
527
528 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
529 {
530         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
531         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
532 }
533
534 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
535 {
536         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
537         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
538                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
539                                          2 * BYTES_PER_WORD);
540         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
541 }
542
543 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
544 {
545         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
546         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
547 }
548
549 #else
550
551 #define obj_offset(x)                   0
552 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
553 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
554 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
555 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
556
557 #endif
558
559 /*
560  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
561  * order.
562  */
563 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
564 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
565 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
566 #elif defined(CONFIG_MMU)
567 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
568 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
569 #else
570 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
571 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
572 #endif
573
574 /*
575  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
576  */
577 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
578 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
579 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
580
581 /*
582  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
583  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
584  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
585  */
586 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
587 {
588         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
589 }
590
591 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
592 {
593         if (unlikely(PageCompound(page)))
594                 page = (struct page *)page_private(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         return (struct slab *)page->lru.prev;
608 }
609
610 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
611 {
612         struct page *page = virt_to_page(obj);
613         return page_get_cache(page);
614 }
615
616 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
617 {
618         struct page *page = virt_to_page(obj);
619         return page_get_slab(page);
620 }
621
622 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
623                                  unsigned int idx)
624 {
625         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
626 }
627
628 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
629                                         struct slab *slab, void *obj)
630 {
631         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
632 }
633
634 /*
635  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
636  */
637 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
638 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
639 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
640         CACHE(ULONG_MAX)
641 #undef CACHE
642 };
643 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
644
645 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
646 struct cache_names {
647         char *name;
648         char *name_dma;
649 };
650
651 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
652 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
653 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
654         {NULL,}
655 #undef CACHE
656 };
657
658 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
659     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
660 static struct arraycache_init initarray_generic =
661     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
662
663 /* internal cache of cache description objs */
664 static struct kmem_cache cache_cache = {
665         .batchcount = 1,
666         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
667         .shared = 1,
668         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
669         .name = "kmem_cache",
670 #if DEBUG
671         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
672 #endif
673 };
674
675 /* Guard access to the cache-chain. */
676 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
677 static struct list_head cache_chain;
678
679 /*
680  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many slab-allocated pages
681  * are possibly freeable under pressure
682  *
683  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
684  */
685 atomic_t slab_reclaim_pages;
686
687 /*
688  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
689  * until the general caches are up.
690  */
691 static enum {
692         NONE,
693         PARTIAL_AC,
694         PARTIAL_L3,
695         FULL
696 } g_cpucache_up;
697
698 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
699
700 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
701                         int node);
702 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
703 static void cache_reap(void *unused);
704 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node);
705
706 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
707 {
708         return cachep->array[smp_processor_id()];
709 }
710
711 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
712                                                         gfp_t gfpflags)
713 {
714         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
715
716 #if DEBUG
717         /* This happens if someone tries to call
718          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
719          * the generic caches are initialized.
720          */
721         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
722 #endif
723         while (size > csizep->cs_size)
724                 csizep++;
725
726         /*
727          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
728          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
729          * for large kmalloc calls required.
730          */
731         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
732                 return csizep->cs_dmacachep;
733         return csizep->cs_cachep;
734 }
735
736 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
737 {
738         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
739 }
740 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
741
742 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
743 {
744         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
745 }
746
747 /*
748  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
749  */
750 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
751                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
752                            unsigned int *num)
753 {
754         int nr_objs;
755         size_t mgmt_size;
756         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
757
758         /*
759          * The slab management structure can be either off the slab or
760          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
761          * slab is used for:
762          *
763          * - The struct slab
764          * - One kmem_bufctl_t for each object
765          * - Padding to respect alignment of @align
766          * - @buffer_size bytes for each object
767          *
768          * If the slab management structure is off the slab, then the
769          * alignment will already be calculated into the size. Because
770          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
771          * correct alignment when allocated.
772          */
773         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
774                 mgmt_size = 0;
775                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
776
777                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
778                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
779         } else {
780                 /*
781                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
782                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
783                  * least @align. In the worst case, this result will
784                  * be one greater than the number of objects that fit
785                  * into the memory allocation when taking the padding
786                  * into account.
787                  */
788                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
789                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
790
791                 /*
792                  * This calculated number will be either the right
793                  * amount, or one greater than what we want.
794                  */
795                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
796                        > slab_size)
797                         nr_objs--;
798
799                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
800                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
801
802                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
803         }
804         *num = nr_objs;
805         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
806 }
807
808 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
809
810 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
811                         char *msg)
812 {
813         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
814                function, cachep->name, msg);
815         dump_stack();
816 }
817
818 #ifdef CONFIG_NUMA
819 /*
820  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
821  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
822  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
823  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
824  */
825 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
826
827 static void init_reap_node(int cpu)
828 {
829         int node;
830
831         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
832         if (node == MAX_NUMNODES)
833                 node = first_node(node_online_map);
834
835         __get_cpu_var(reap_node) = node;
836 }
837
838 static void next_reap_node(void)
839 {
840         int node = __get_cpu_var(reap_node);
841
842         /*
843          * Also drain per cpu pages on remote zones
844          */
845         if (node != numa_node_id())
846                 drain_node_pages(node);
847
848         node = next_node(node, node_online_map);
849         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
850                 node = first_node(node_online_map);
851         __get_cpu_var(reap_node) = node;
852 }
853
854 #else
855 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
856 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
857 #endif
858
859 /*
860  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
861  * via the workqueue/eventd.
862  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
863  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
864  * lock.
865  */
866 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
867 {
868         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
869
870         /*
871          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
872          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
873          * at that time.
874          */
875         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
876                 init_reap_node(cpu);
877                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
878                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
879         }
880 }
881
882 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
883                                             int batchcount)
884 {
885         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
886         struct array_cache *nc = NULL;
887
888         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
889         if (nc) {
890                 nc->avail = 0;
891                 nc->limit = entries;
892                 nc->batchcount = batchcount;
893                 nc->touched = 0;
894                 spin_lock_init(&nc->lock);
895         }
896         return nc;
897 }
898
899 #ifdef CONFIG_NUMA
900 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
901
902 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
903 {
904         struct array_cache **ac_ptr;
905         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
906         int i;
907
908         if (limit > 1)
909                 limit = 12;
910         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
911         if (ac_ptr) {
912                 for_each_node(i) {
913                         if (i == node || !node_online(i)) {
914                                 ac_ptr[i] = NULL;
915                                 continue;
916                         }
917                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
918                         if (!ac_ptr[i]) {
919                                 for (i--; i <= 0; i--)
920                                         kfree(ac_ptr[i]);
921                                 kfree(ac_ptr);
922                                 return NULL;
923                         }
924                 }
925         }
926         return ac_ptr;
927 }
928
929 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
930 {
931         int i;
932
933         if (!ac_ptr)
934                 return;
935         for_each_node(i)
936             kfree(ac_ptr[i]);
937         kfree(ac_ptr);
938 }
939
940 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
941                                 struct array_cache *ac, int node)
942 {
943         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
944
945         if (ac->avail) {
946                 spin_lock(&rl3->list_lock);
947                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
948                 ac->avail = 0;
949                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
950         }
951 }
952
953 /*
954  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
955  */
956 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
957 {
958         int node = __get_cpu_var(reap_node);
959
960         if (l3->alien) {
961                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
962                 if (ac && ac->avail) {
963                         spin_lock_irq(&ac->lock);
964                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
965                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
966                 }
967         }
968 }
969
970 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
971                                 struct array_cache **alien)
972 {
973         int i = 0;
974         struct array_cache *ac;
975         unsigned long flags;
976
977         for_each_online_node(i) {
978                 ac = alien[i];
979                 if (ac) {
980                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
981                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
982                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
983                 }
984         }
985 }
986 #else
987
988 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
989 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
990
991 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
992 {
993         return (struct array_cache **) 0x01020304ul;
994 }
995
996 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
997 {
998 }
999
1000 #endif
1001
1002 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1003                                     unsigned long action, void *hcpu)
1004 {
1005         long cpu = (long)hcpu;
1006         struct kmem_cache *cachep;
1007         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1008         int node = cpu_to_node(cpu);
1009         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1010
1011         switch (action) {
1012         case CPU_UP_PREPARE:
1013                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1014                 /*
1015                  * We need to do this right in the beginning since
1016                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1017                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1018                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1019                  */
1020
1021                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1022                         /*
1023                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1024                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1025                          * node has not already allocated this
1026                          */
1027                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1028                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1029                                 if (!l3)
1030                                         goto bad;
1031                                 kmem_list3_init(l3);
1032                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1033                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1034
1035                                 /*
1036                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1037                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1038                                  * protection here.
1039                                  */
1040                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1041                         }
1042
1043                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1044                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1045                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1046                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1047                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1048                 }
1049
1050                 /*
1051                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1052                  * array caches
1053                  */
1054                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1055                         struct array_cache *nc;
1056                         struct array_cache *shared;
1057                         struct array_cache **alien;
1058
1059                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1060                                                 cachep->batchcount);
1061                         if (!nc)
1062                                 goto bad;
1063                         shared = alloc_arraycache(node,
1064                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1065                                         0xbaadf00d);
1066                         if (!shared)
1067                                 goto bad;
1068
1069                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1070                         if (!alien)
1071                                 goto bad;
1072                         cachep->array[cpu] = nc;
1073                         l3 = cachep->nodelists[node];
1074                         BUG_ON(!l3);
1075
1076                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1077                         if (!l3->shared) {
1078                                 /*
1079                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1080                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1081                                  */
1082                                 l3->shared = shared;
1083                                 shared = NULL;
1084                         }
1085 #ifdef CONFIG_NUMA
1086                         if (!l3->alien) {
1087                                 l3->alien = alien;
1088                                 alien = NULL;
1089                         }
1090 #endif
1091                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1092                         kfree(shared);
1093                         free_alien_cache(alien);
1094                 }
1095                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1096                 break;
1097         case CPU_ONLINE:
1098                 start_cpu_timer(cpu);
1099                 break;
1100 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1101         case CPU_DEAD:
1102                 /*
1103                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1104                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1105                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1106                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1107                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1108                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1109                  */
1110                 /* fall thru */
1111         case CPU_UP_CANCELED:
1112                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1113                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1114                         struct array_cache *nc;
1115                         struct array_cache *shared;
1116                         struct array_cache **alien;
1117                         cpumask_t mask;
1118
1119                         mask = node_to_cpumask(node);
1120                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1121                         nc = cachep->array[cpu];
1122                         cachep->array[cpu] = NULL;
1123                         l3 = cachep->nodelists[node];
1124
1125                         if (!l3)
1126                                 goto free_array_cache;
1127
1128                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1129
1130                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1131                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1132                         if (nc)
1133                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1134
1135                         if (!cpus_empty(mask)) {
1136                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1137                                 goto free_array_cache;
1138                         }
1139
1140                         shared = l3->shared;
1141                         if (shared) {
1142                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1143                                            l3->shared->avail, node);
1144                                 l3->shared = NULL;
1145                         }
1146
1147                         alien = l3->alien;
1148                         l3->alien = NULL;
1149
1150                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1151
1152                         kfree(shared);
1153                         if (alien) {
1154                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1155                                 free_alien_cache(alien);
1156                         }
1157 free_array_cache:
1158                         kfree(nc);
1159                 }
1160                 /*
1161                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1162                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1163                  * shrink each nodelist to its limit.
1164                  */
1165                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1166                         l3 = cachep->nodelists[node];
1167                         if (!l3)
1168                                 continue;
1169                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1170                         /* free slabs belonging to this node */
1171                         __node_shrink(cachep, node);
1172                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1173                 }
1174                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1175                 break;
1176 #endif
1177         }
1178         return NOTIFY_OK;
1179 bad:
1180         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1181         return NOTIFY_BAD;
1182 }
1183
1184 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
1185
1186 /*
1187  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1188  */
1189 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1190                         int nodeid)
1191 {
1192         struct kmem_list3 *ptr;
1193
1194         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1195         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1196         BUG_ON(!ptr);
1197
1198         local_irq_disable();
1199         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1200         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1201         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1202         local_irq_enable();
1203 }
1204
1205 /*
1206  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1207  * before smp_init().
1208  */
1209 void __init kmem_cache_init(void)
1210 {
1211         size_t left_over;
1212         struct cache_sizes *sizes;
1213         struct cache_names *names;
1214         int i;
1215         int order;
1216
1217         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1218                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1219                 if (i < MAX_NUMNODES)
1220                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1221         }
1222
1223         /*
1224          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1225          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1226          */
1227         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1228                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1229
1230         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1231          * from caches that do not exist yet:
1232          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1233          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1234          *    cache_cache is statically allocated.
1235          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1236          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1237          *    array at the end of the bootstrap.
1238          * 2) Create the first kmalloc cache.
1239          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1240          *    An __init data area is used for the head array.
1241          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1242          *    head arrays.
1243          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1244          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1245          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1246          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1247          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1248          */
1249
1250         /* 1) create the cache_cache */
1251         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1252         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1253         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1254         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1255         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1256
1257         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1258                                         cache_line_size());
1259
1260         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1261                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1262                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1263                 if (cache_cache.num)
1264                         break;
1265         }
1266         if (!cache_cache.num)
1267                 BUG();
1268         cache_cache.gfporder = order;
1269         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1270         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1271                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1272
1273         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1274         sizes = malloc_sizes;
1275         names = cache_names;
1276
1277         /*
1278          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1279          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1280          * bug.
1281          */
1282
1283         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1284                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1285                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1286                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1287                                         NULL, NULL);
1288
1289         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1290                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1291                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1292                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1293                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1294                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1295                                 NULL, NULL);
1296         }
1297
1298         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1299                 /*
1300                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1301                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1302                  * eliminates "false sharing".
1303                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1304                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1305                  */
1306                 if (!sizes->cs_cachep) {
1307                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1308                                         sizes->cs_size,
1309                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1310                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1311                                         NULL, NULL);
1312                 }
1313
1314                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
1315                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
1316                         offslab_limit = sizes->cs_size - sizeof(struct slab);
1317                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1318                 }
1319
1320                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1321                                         sizes->cs_size,
1322                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1323                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1324                                                 SLAB_PANIC,
1325                                         NULL, NULL);
1326                 sizes++;
1327                 names++;
1328         }
1329         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1330         {
1331                 void *ptr;
1332
1333                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1334
1335                 local_irq_disable();
1336                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1337                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1338                        sizeof(struct arraycache_init));
1339                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1340                 local_irq_enable();
1341
1342                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1343
1344                 local_irq_disable();
1345                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1346                        != &initarray_generic.cache);
1347                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1348                        sizeof(struct arraycache_init));
1349                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1350                     ptr;
1351                 local_irq_enable();
1352         }
1353         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1354         {
1355                 int node;
1356                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1357                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1358                           numa_node_id());
1359
1360                 for_each_online_node(node) {
1361                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1362                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1363
1364                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1365                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1366                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1367                                           node);
1368                         }
1369                 }
1370         }
1371
1372         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1373         {
1374                 struct kmem_cache *cachep;
1375                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1376                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1377                         enable_cpucache(cachep);
1378                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1379         }
1380
1381         /* Done! */
1382         g_cpucache_up = FULL;
1383
1384         /*
1385          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1386          * cpu_cache_get for all new cpus
1387          */
1388         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1389
1390         /*
1391          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1392          * of the kernel is not yet operational.
1393          */
1394 }
1395
1396 static int __init cpucache_init(void)
1397 {
1398         int cpu;
1399
1400         /*
1401          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1402          */
1403         for_each_online_cpu(cpu)
1404                 start_cpu_timer(cpu);
1405         return 0;
1406 }
1407 __initcall(cpucache_init);
1408
1409 /*
1410  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1411  *
1412  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1413  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1414  * would be relatively rare and ignorable.
1415  */
1416 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1417 {
1418         struct page *page;
1419         void *addr;
1420         int i;
1421
1422         flags |= cachep->gfpflags;
1423         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1424         if (!page)
1425                 return NULL;
1426         addr = page_address(page);
1427
1428         i = (1 << cachep->gfporder);
1429         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1430                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
1431         add_page_state(nr_slab, i);
1432         while (i--) {
1433                 __SetPageSlab(page);
1434                 page++;
1435         }
1436         return addr;
1437 }
1438
1439 /*
1440  * Interface to system's page release.
1441  */
1442 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1443 {
1444         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1445         struct page *page = virt_to_page(addr);
1446         const unsigned long nr_freed = i;
1447
1448         while (i--) {
1449                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1450                 __ClearPageSlab(page);
1451                 page++;
1452         }
1453         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1454         if (current->reclaim_state)
1455                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1456         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1457         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1458                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1459 }
1460
1461 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1462 {
1463         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1464         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1465
1466         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1467         if (OFF_SLAB(cachep))
1468                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1469 }
1470
1471 #if DEBUG
1472
1473 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1474 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1475                             unsigned long caller)
1476 {
1477         int size = obj_size(cachep);
1478
1479         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1480
1481         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1482                 return;
1483
1484         *addr++ = 0x12345678;
1485         *addr++ = caller;
1486         *addr++ = smp_processor_id();
1487         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1488         {
1489                 unsigned long *sptr = &caller;
1490                 unsigned long svalue;
1491
1492                 while (!kstack_end(sptr)) {
1493                         svalue = *sptr++;
1494                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1495                                 *addr++ = svalue;
1496                                 size -= sizeof(unsigned long);
1497                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1498                                         break;
1499                         }
1500                 }
1501
1502         }
1503         *addr++ = 0x87654321;
1504 }
1505 #endif
1506
1507 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1508 {
1509         int size = obj_size(cachep);
1510         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1511
1512         memset(addr, val, size);
1513         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1514 }
1515
1516 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1517 {
1518         int i;
1519         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1520         for (i = 0; i < limit; i++)
1521                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1522         printk("\n");
1523 }
1524 #endif
1525
1526 #if DEBUG
1527
1528 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1529 {
1530         int i, size;
1531         char *realobj;
1532
1533         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1534                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1535                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1536                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1537         }
1538
1539         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1540                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1541                         *dbg_userword(cachep, objp));
1542                 print_symbol("(%s)",
1543                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1544                 printk("\n");
1545         }
1546         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1547         size = obj_size(cachep);
1548         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1549                 int limit;
1550                 limit = 16;
1551                 if (i + limit > size)
1552                         limit = size - i;
1553                 dump_line(realobj, i, limit);
1554         }
1555 }
1556
1557 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1558 {
1559         char *realobj;
1560         int size, i;
1561         int lines = 0;
1562
1563         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1564         size = obj_size(cachep);
1565
1566         for (i = 0; i < size; i++) {
1567                 char exp = POISON_FREE;
1568                 if (i == size - 1)
1569                         exp = POISON_END;
1570                 if (realobj[i] != exp) {
1571                         int limit;
1572                         /* Mismatch ! */
1573                         /* Print header */
1574                         if (lines == 0) {
1575                                 printk(KERN_ERR
1576                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1577                                         realobj, size);
1578                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1579                         }
1580                         /* Hexdump the affected line */
1581                         i = (i / 16) * 16;
1582                         limit = 16;
1583                         if (i + limit > size)
1584                                 limit = size - i;
1585                         dump_line(realobj, i, limit);
1586                         i += 16;
1587                         lines++;
1588                         /* Limit to 5 lines */
1589                         if (lines > 5)
1590                                 break;
1591                 }
1592         }
1593         if (lines != 0) {
1594                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1595                  * exist:
1596                  */
1597                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1598                 unsigned int objnr;
1599
1600                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1601                 if (objnr) {
1602                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1603                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1604                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1605                                realobj, size);
1606                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1607                 }
1608                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1609                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1610                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1611                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1612                                realobj, size);
1613                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1614                 }
1615         }
1616 }
1617 #endif
1618
1619 #if DEBUG
1620 /**
1621  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1622  * @cachep: cache pointer being destroyed
1623  * @slabp: slab pointer being destroyed
1624  *
1625  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1626  * destroyed.
1627  */
1628 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1629 {
1630         int i;
1631         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1632                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1633
1634                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1635 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1636                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1637                                         OFF_SLAB(cachep))
1638                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1639                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1640                         else
1641                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1642 #else
1643                         check_poison_obj(cachep, objp);
1644 #endif
1645                 }
1646                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1647                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1648                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1649                                            "was overwritten");
1650                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1651                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1652                                            "was overwritten");
1653                 }
1654                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1655                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1656         }
1657 }
1658 #else
1659 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1660 {
1661         if (cachep->dtor) {
1662                 int i;
1663                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1664                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1665                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1666                 }
1667         }
1668 }
1669 #endif
1670
1671 /**
1672  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1673  * @cachep: cache pointer being destroyed
1674  * @slabp: slab pointer being destroyed
1675  *
1676  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1677  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1678  * cache-lock is not held/needed.
1679  */
1680 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1681 {
1682         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1683
1684         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1685         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1686                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1687
1688                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1689                 slab_rcu->cachep = cachep;
1690                 slab_rcu->addr = addr;
1691                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1692         } else {
1693                 kmem_freepages(cachep, addr);
1694                 if (OFF_SLAB(cachep))
1695                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1696         }
1697 }
1698
1699 /*
1700  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1701  * size of kmem_list3.
1702  */
1703 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1704 {
1705         int node;
1706
1707         for_each_online_node(node) {
1708                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1709                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1710                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1711                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1712         }
1713 }
1714
1715 /**
1716  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1717  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1718  * @size: size of objects to be created in this cache.
1719  * @align: required alignment for the objects.
1720  * @flags: slab allocation flags
1721  *
1722  * Also calculates the number of objects per slab.
1723  *
1724  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1725  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1726  * towards high-order requests, this should be changed.
1727  */
1728 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1729                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1730 {
1731         size_t left_over = 0;
1732         int gfporder;
1733
1734         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1735                 unsigned int num;
1736                 size_t remainder;
1737
1738                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1739                 if (!num)
1740                         continue;
1741
1742                 /* More than offslab_limit objects will cause problems */
1743                 if ((flags & CFLGS_OFF_SLAB) && num > offslab_limit)
1744                         break;
1745
1746                 /* Found something acceptable - save it away */
1747                 cachep->num = num;
1748                 cachep->gfporder = gfporder;
1749                 left_over = remainder;
1750
1751                 /*
1752                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1753                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1754                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1755                  */
1756                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1757                         break;
1758
1759                 /*
1760                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1761                  * currently bad for the gfp()s.
1762                  */
1763                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1764                         break;
1765
1766                 /*
1767                  * Acceptable internal fragmentation?
1768                  */
1769                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1770                         break;
1771         }
1772         return left_over;
1773 }
1774
1775 static void setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1776 {
1777         if (g_cpucache_up == FULL) {
1778                 enable_cpucache(cachep);
1779                 return;
1780         }
1781         if (g_cpucache_up == NONE) {
1782                 /*
1783                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
1784                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
1785                  * further caches will BUG().
1786                  */
1787                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1788
1789                 /*
1790                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
1791                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
1792                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
1793                  */
1794                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1795                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1796                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1797                 else
1798                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1799         } else {
1800                 cachep->array[smp_processor_id()] =
1801                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1802
1803                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1804                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1805                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1806                 } else {
1807                         int node;
1808                         for_each_online_node(node) {
1809                                 cachep->nodelists[node] =
1810                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1811                                                 GFP_KERNEL, node);
1812                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1813                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1814                         }
1815                 }
1816         }
1817         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1818                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1819                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1820
1821         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1822         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1823         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1824         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1825         cachep->batchcount = 1;
1826         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1827 }
1828
1829 /**
1830  * kmem_cache_create - Create a cache.
1831  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1832  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1833  * @align: The required alignment for the objects.
1834  * @flags: SLAB flags
1835  * @ctor: A constructor for the objects.
1836  * @dtor: A destructor for the objects.
1837  *
1838  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1839  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1840  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1841  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1842  *
1843  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1844  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
1845  *
1846  * The flags are
1847  *
1848  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1849  * to catch references to uninitialised memory.
1850  *
1851  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1852  * for buffer overruns.
1853  *
1854  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1855  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1856  * as davem.
1857  */
1858 struct kmem_cache *
1859 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1860         unsigned long flags,
1861         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1862         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1863 {
1864         size_t left_over, slab_size, ralign;
1865         struct kmem_cache *cachep = NULL;
1866         struct list_head *p;
1867
1868         /*
1869          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1870          */
1871         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
1872             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1873                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
1874                                 name);
1875                 BUG();
1876         }
1877
1878         /*
1879          * Prevent CPUs from coming and going.
1880          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
1881          */
1882         lock_cpu_hotplug();
1883
1884         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1885
1886         list_for_each(p, &cache_chain) {
1887                 struct kmem_cache *pc = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
1888                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1889                 char tmp;
1890                 int res;
1891
1892                 /*
1893                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1894                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1895                  * area of the module.  Print a warning.
1896                  */
1897                 set_fs(KERNEL_DS);
1898                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1899                 set_fs(old_fs);
1900                 if (res) {
1901                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1902                                pc->buffer_size);
1903                         continue;
1904                 }
1905
1906                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1907                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1908                         dump_stack();
1909                         goto oops;
1910                 }
1911         }
1912
1913 #if DEBUG
1914         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1915         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1916                 /* No constructor, but inital state check requested */
1917                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1918                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1919                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1920         }
1921 #if FORCED_DEBUG
1922         /*
1923          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1924          * large objects, if the increased size would increase the object size
1925          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1926          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1927          */
1928         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
1929                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1930         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1931                 flags |= SLAB_POISON;
1932 #endif
1933         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1934                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1935 #endif
1936         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1937                 BUG_ON(dtor);
1938
1939         /*
1940          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
1941          * isn't available.
1942          */
1943         if (flags & ~CREATE_MASK)
1944                 BUG();
1945
1946         /*
1947          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1948          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1949          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1950          */
1951         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
1952                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
1953                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
1954         }
1955
1956         /* calculate the final buffer alignment: */
1957
1958         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1959         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1960                 /*
1961                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
1962                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
1963                  * one cacheline.
1964                  */
1965                 ralign = cache_line_size();
1966                 while (size <= ralign / 2)
1967                         ralign /= 2;
1968         } else {
1969                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1970         }
1971         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1972         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1973                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1974                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1975                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1976         }
1977         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1978         if (ralign < align) {
1979                 ralign = align;
1980                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1981                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1982         }
1983         /*
1984          * 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1985          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1986          */
1987         align = ralign;
1988
1989         /* Get cache's description obj. */
1990         cachep = kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1991         if (!cachep)
1992                 goto oops;
1993         memset(cachep, 0, sizeof(struct kmem_cache));
1994
1995 #if DEBUG
1996         cachep->obj_size = size;
1997
1998         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1999                 /* redzoning only works with word aligned caches */
2000                 align = BYTES_PER_WORD;
2001
2002                 /* add space for red zone words */
2003                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2004                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2005         }
2006         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2007                 /* user store requires word alignment and
2008                  * one word storage behind the end of the real
2009                  * object.
2010                  */
2011                 align = BYTES_PER_WORD;
2012                 size += BYTES_PER_WORD;
2013         }
2014 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2015         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2016             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2017                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2018                 size = PAGE_SIZE;
2019         }
2020 #endif
2021 #endif
2022
2023         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
2024         if (size >= (PAGE_SIZE >> 3))
2025                 /*
2026                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2027                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2028                  */
2029                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2030
2031         size = ALIGN(size, align);
2032
2033         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2034
2035         if (!cachep->num) {
2036                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2037                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2038                 cachep = NULL;
2039                 goto oops;
2040         }
2041         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2042                           + sizeof(struct slab), align);
2043
2044         /*
2045          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2046          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2047          */
2048         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2049                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2050                 left_over -= slab_size;
2051         }
2052
2053         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2054                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2055                 slab_size =
2056                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2057         }
2058
2059         cachep->colour_off = cache_line_size();
2060         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2061         if (cachep->colour_off < align)
2062                 cachep->colour_off = align;
2063         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2064         cachep->slab_size = slab_size;
2065         cachep->flags = flags;
2066         cachep->gfpflags = 0;
2067         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2068                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2069         cachep->buffer_size = size;
2070
2071         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
2072                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2073         cachep->ctor = ctor;
2074         cachep->dtor = dtor;
2075         cachep->name = name;
2076
2077
2078         setup_cpu_cache(cachep);
2079
2080         /* cache setup completed, link it into the list */
2081         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2082 oops:
2083         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2084                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2085                       name);
2086         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2087         unlock_cpu_hotplug();
2088         return cachep;
2089 }
2090 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2091
2092 #if DEBUG
2093 static void check_irq_off(void)
2094 {
2095         BUG_ON(!irqs_disabled());
2096 }
2097
2098 static void check_irq_on(void)
2099 {
2100         BUG_ON(irqs_disabled());
2101 }
2102
2103 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2104 {
2105 #ifdef CONFIG_SMP
2106         check_irq_off();
2107         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2108 #endif
2109 }
2110
2111 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2112 {
2113 #ifdef CONFIG_SMP
2114         check_irq_off();
2115         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2116 #endif
2117 }
2118
2119 #else
2120 #define check_irq_off() do { } while(0)
2121 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2122 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2123 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2124 #endif
2125
2126 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2127                         struct array_cache *ac,
2128                         int force, int node);
2129
2130 static void do_drain(void *arg)
2131 {
2132         struct kmem_cache *cachep = arg;
2133         struct array_cache *ac;
2134         int node = numa_node_id();
2135
2136         check_irq_off();
2137         ac = cpu_cache_get(cachep);
2138         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2139         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2140         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2141         ac->avail = 0;
2142 }
2143
2144 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2145 {
2146         struct kmem_list3 *l3;
2147         int node;
2148
2149         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2150         check_irq_on();
2151         for_each_online_node(node) {
2152                 l3 = cachep->nodelists[node];
2153                 if (l3) {
2154                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2155                         if (l3->alien)
2156                                 drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2157                 }
2158         }
2159 }
2160
2161 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2162 {
2163         struct slab *slabp;
2164         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2165         int ret;
2166
2167         for (;;) {
2168                 struct list_head *p;
2169
2170                 p = l3->slabs_free.prev;
2171                 if (p == &l3->slabs_free)
2172                         break;
2173
2174                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2175 #if DEBUG
2176                 if (slabp->inuse)
2177                         BUG();
2178 #endif
2179                 list_del(&slabp->list);
2180
2181                 l3->free_objects -= cachep->num;
2182                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2183                 slab_destroy(cachep, slabp);
2184                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2185         }
2186         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2187         return ret;
2188 }
2189
2190 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2191 {
2192         int ret = 0, i = 0;
2193         struct kmem_list3 *l3;
2194
2195         drain_cpu_caches(cachep);
2196
2197         check_irq_on();
2198         for_each_online_node(i) {
2199                 l3 = cachep->nodelists[i];
2200                 if (l3) {
2201                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2202                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2203                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2204                 }
2205         }
2206         return (ret ? 1 : 0);
2207 }
2208
2209 /**
2210  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2211  * @cachep: The cache to shrink.
2212  *
2213  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2214  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2215  */
2216 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2217 {
2218         if (!cachep || in_interrupt())
2219                 BUG();
2220
2221         return __cache_shrink(cachep);
2222 }
2223 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2224
2225 /**
2226  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2227  * @cachep: the cache to destroy
2228  *
2229  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2230  * Returns 0 on success.
2231  *
2232  * It is expected this function will be called by a module when it is
2233  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2234  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2235  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2236  *
2237  * The cache must be empty before calling this function.
2238  *
2239  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2240  * during the kmem_cache_destroy().
2241  */
2242 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2243 {
2244         int i;
2245         struct kmem_list3 *l3;
2246
2247         if (!cachep || in_interrupt())
2248                 BUG();
2249
2250         /* Don't let CPUs to come and go */
2251         lock_cpu_hotplug();
2252
2253         /* Find the cache in the chain of caches. */
2254         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2255         /*
2256          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2257          */
2258         list_del(&cachep->next);
2259         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2260
2261         if (__cache_shrink(cachep)) {
2262                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2263                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2264                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2265                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2266                 unlock_cpu_hotplug();
2267                 return 1;
2268         }
2269
2270         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2271                 synchronize_rcu();
2272
2273         for_each_online_cpu(i)
2274             kfree(cachep->array[i]);
2275
2276         /* NUMA: free the list3 structures */
2277         for_each_online_node(i) {
2278                 l3 = cachep->nodelists[i];
2279                 if (l3) {
2280                         kfree(l3->shared);
2281                         free_alien_cache(l3->alien);
2282                         kfree(l3);
2283                 }
2284         }
2285         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2286         unlock_cpu_hotplug();
2287         return 0;
2288 }
2289 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2290
2291 /* Get the memory for a slab management obj. */
2292 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2293                                    int colour_off, gfp_t local_flags)
2294 {
2295         struct slab *slabp;
2296
2297         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2298                 /* Slab management obj is off-slab. */
2299                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
2300                 if (!slabp)
2301                         return NULL;
2302         } else {
2303                 slabp = objp + colour_off;
2304                 colour_off += cachep->slab_size;
2305         }
2306         slabp->inuse = 0;
2307         slabp->colouroff = colour_off;
2308         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2309         return slabp;
2310 }
2311
2312 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2313 {
2314         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2315 }
2316
2317 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2318                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2319 {
2320         int i;
2321
2322         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2323                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2324 #if DEBUG
2325                 /* need to poison the objs? */
2326                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2327                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2328                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2329                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2330
2331                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2332                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2333                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2334                 }
2335                 /*
2336                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2337                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2338                  * They must also be threaded.
2339                  */
2340                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2341                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2342                                      ctor_flags);
2343
2344                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2345                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2346                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2347                                            " end of an object");
2348                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2349                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2350                                            " start of an object");
2351                 }
2352                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2353                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2354                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2355                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2356 #else
2357                 if (cachep->ctor)
2358                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2359 #endif
2360                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2361         }
2362         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2363         slabp->free = 0;
2364 }
2365
2366 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2367 {
2368         if (flags & SLAB_DMA)
2369                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2370         else
2371                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2372 }
2373
2374 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2375                                 int nodeid)
2376 {
2377         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2378         kmem_bufctl_t next;
2379
2380         slabp->inuse++;
2381         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2382 #if DEBUG
2383         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2384         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2385 #endif
2386         slabp->free = next;
2387
2388         return objp;
2389 }
2390
2391 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2392                                 void *objp, int nodeid)
2393 {
2394         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2395
2396 #if DEBUG
2397         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2398         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2399
2400         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2401                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2402                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2403                 BUG();
2404         }
2405 #endif
2406         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2407         slabp->free = objnr;
2408         slabp->inuse--;
2409 }
2410
2411 static void set_slab_attr(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2412                         void *objp)
2413 {
2414         int i;
2415         struct page *page;
2416
2417         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2418         page = virt_to_page(objp);
2419
2420         i = 1;
2421         if (likely(!PageCompound(page)))
2422                 i <<= cachep->gfporder;
2423         do {
2424                 page_set_cache(page, cachep);
2425                 page_set_slab(page, slabp);
2426                 page++;
2427         } while (--i);
2428 }
2429
2430 /*
2431  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2432  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2433  */
2434 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2435 {
2436         struct slab *slabp;
2437         void *objp;
2438         size_t offset;
2439         gfp_t local_flags;
2440         unsigned long ctor_flags;
2441         struct kmem_list3 *l3;
2442
2443         /*
2444          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2445          * critical path in kmem_cache_alloc().
2446          */
2447         if (flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW))
2448                 BUG();
2449         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2450                 return 0;
2451
2452         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2453         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2454         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2455                 /*
2456                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2457                  * this - it might need to know...
2458                  */
2459                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2460
2461         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2462         check_irq_off();
2463         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2464         spin_lock(&l3->list_lock);
2465
2466         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2467         offset = l3->colour_next;
2468         l3->colour_next++;
2469         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2470                 l3->colour_next = 0;
2471         spin_unlock(&l3->list_lock);
2472
2473         offset *= cachep->colour_off;
2474
2475         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2476                 local_irq_enable();
2477
2478         /*
2479          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2480          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2481          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2482          * will eventually be caught here (where it matters).
2483          */
2484         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2485
2486         /*
2487          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2488          * 'nodeid'.
2489          */
2490         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2491         if (!objp)
2492                 goto failed;
2493
2494         /* Get slab management. */
2495         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags);
2496         if (!slabp)
2497                 goto opps1;
2498
2499         slabp->nodeid = nodeid;
2500         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2501
2502         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2503
2504         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2505                 local_irq_disable();
2506         check_irq_off();
2507         spin_lock(&l3->list_lock);
2508
2509         /* Make slab active. */
2510         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2511         STATS_INC_GROWN(cachep);
2512         l3->free_objects += cachep->num;
2513         spin_unlock(&l3->list_lock);
2514         return 1;
2515 opps1:
2516         kmem_freepages(cachep, objp);
2517 failed:
2518         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2519                 local_irq_disable();
2520         return 0;
2521 }
2522
2523 #if DEBUG
2524
2525 /*
2526  * Perform extra freeing checks:
2527  * - detect bad pointers.
2528  * - POISON/RED_ZONE checking
2529  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2530  */
2531 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2532 {
2533         struct page *page;
2534
2535         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2536                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2537                        (unsigned long)objp);
2538                 BUG();
2539         }
2540         page = virt_to_page(objp);
2541         if (!PageSlab(page)) {
2542                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2543                        (unsigned long)objp);
2544                 BUG();
2545         }
2546 }
2547
2548 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2549                                    void *caller)
2550 {
2551         struct page *page;
2552         unsigned int objnr;
2553         struct slab *slabp;
2554
2555         objp -= obj_offset(cachep);
2556         kfree_debugcheck(objp);
2557         page = virt_to_page(objp);
2558
2559         if (page_get_cache(page) != cachep) {
2560                 printk(KERN_ERR "mismatch in kmem_cache_free: expected "
2561                                 "cache %p, got %p\n",
2562                        page_get_cache(page), cachep);
2563                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2564                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", page_get_cache(page),
2565                        page_get_cache(page)->name);
2566                 WARN_ON(1);
2567         }
2568         slabp = page_get_slab(page);
2569
2570         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2571                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE ||
2572                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2573                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2574                                                 " object was overwritten");
2575                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, "
2576                                         "redzone 2:0x%lx.\n",
2577                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2578                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2579                 }
2580                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2581                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2582         }
2583         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2584                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2585
2586         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2587
2588         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2589         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2590
2591         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2592                 /*
2593                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2594                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2595                  * the cache-lock held.
2596                  */
2597                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2598                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2599         }
2600         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2601                 /* we want to cache poison the object,
2602                  * call the destruction callback
2603                  */
2604                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2605         }
2606         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2607 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2608                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2609                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2610                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2611                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2612                 } else {
2613                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2614                 }
2615 #else
2616                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2617 #endif
2618         }
2619         return objp;
2620 }
2621
2622 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2623 {
2624         kmem_bufctl_t i;
2625         int entries = 0;
2626
2627         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2628         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2629                 entries++;
2630                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2631                         goto bad;
2632         }
2633         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2634 bad:
2635                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2636                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2637                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2638                 for (i = 0;
2639                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2640                      i++) {
2641                         if (i % 16 == 0)
2642                                 printk("\n%03x:", i);
2643                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2644                 }
2645                 printk("\n");
2646                 BUG();
2647         }
2648 }
2649 #else
2650 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2651 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2652 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2653 #endif
2654
2655 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2656 {
2657         int batchcount;
2658         struct kmem_list3 *l3;
2659         struct array_cache *ac;
2660
2661         check_irq_off();
2662         ac = cpu_cache_get(cachep);
2663 retry:
2664         batchcount = ac->batchcount;
2665         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2666                 /*
2667                  * If there was little recent activity on this cache, then
2668                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2669                  * refill bouncing.
2670                  */
2671                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2672         }
2673         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2674
2675         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2676         spin_lock(&l3->list_lock);
2677
2678         if (l3->shared) {
2679                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2680                 if (shared_array->avail) {
2681                         if (batchcount > shared_array->avail)
2682                                 batchcount = shared_array->avail;
2683                         shared_array->avail -= batchcount;
2684                         ac->avail = batchcount;
2685                         memcpy(ac->entry,
2686                                &(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2687                                sizeof(void *) * batchcount);
2688                         shared_array->touched = 1;
2689                         goto alloc_done;
2690                 }
2691         }
2692         while (batchcount > 0) {
2693                 struct list_head *entry;
2694                 struct slab *slabp;
2695                 /* Get slab alloc is to come from. */
2696                 entry = l3->slabs_partial.next;
2697                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2698                         l3->free_touched = 1;
2699                         entry = l3->slabs_free.next;
2700                         if (entry == &l3->slabs_free)
2701                                 goto must_grow;
2702                 }
2703
2704                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2705                 check_slabp(cachep, slabp);
2706                 check_spinlock_acquired(cachep);
2707                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2708                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2709                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2710                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2711
2712                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2713                                                             numa_node_id());
2714                 }
2715                 check_slabp(cachep, slabp);
2716
2717                 /* move slabp to correct slabp list: */
2718                 list_del(&slabp->list);
2719                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2720                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2721                 else
2722                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2723         }
2724
2725 must_grow:
2726         l3->free_objects -= ac->avail;
2727 alloc_done:
2728         spin_unlock(&l3->list_lock);
2729
2730         if (unlikely(!ac->avail)) {
2731                 int x;
2732                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2733
2734                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2735                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2736                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2737                         return NULL;
2738
2739                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2740                         goto retry;
2741         }
2742         ac->touched = 1;
2743         return ac->entry[--ac->avail];
2744 }
2745
2746 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2747                                                 gfp_t flags)
2748 {
2749         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2750 #if DEBUG
2751         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2752 #endif
2753 }
2754
2755 #if DEBUG
2756 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2757                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
2758 {
2759         if (!objp)
2760                 return objp;
2761         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2762 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2763                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2764                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2765                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2766                 else
2767                         check_poison_obj(cachep, objp);
2768 #else
2769                 check_poison_obj(cachep, objp);
2770 #endif
2771                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2772         }
2773         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2774                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2775
2776         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2777                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2778                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2779                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2780                                                 " object was overwritten");
2781                         printk(KERN_ERR
2782                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
2783                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2784                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2785                 }
2786                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2787                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2788         }
2789         objp += obj_offset(cachep);
2790         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2791                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2792
2793                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2794                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2795
2796                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2797         }
2798         return objp;
2799 }
2800 #else
2801 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2802 #endif
2803
2804 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2805 {
2806         void *objp;
2807         struct array_cache *ac;
2808
2809 #ifdef CONFIG_NUMA
2810         if (unlikely(current->mempolicy && !in_interrupt())) {
2811                 int nid = slab_node(current->mempolicy);
2812
2813                 if (nid != numa_node_id())
2814                         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid);
2815         }
2816 #endif
2817
2818         check_irq_off();
2819         ac = cpu_cache_get(cachep);
2820         if (likely(ac->avail)) {
2821                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2822                 ac->touched = 1;
2823                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2824         } else {
2825                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2826                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2827         }
2828         return objp;
2829 }
2830
2831 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
2832                                                 gfp_t flags, void *caller)
2833 {
2834         unsigned long save_flags;
2835         void *objp;
2836
2837         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2838
2839         local_irq_save(save_flags);
2840         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2841         local_irq_restore(save_flags);
2842         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2843                                             caller);
2844         prefetchw(objp);
2845         return objp;
2846 }
2847
2848 #ifdef CONFIG_NUMA
2849 /*
2850  * A interface to enable slab creation on nodeid
2851  */
2852 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2853                                 int nodeid)
2854 {
2855         struct list_head *entry;
2856         struct slab *slabp;
2857         struct kmem_list3 *l3;
2858         void *obj;
2859         int x;
2860
2861         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2862         BUG_ON(!l3);
2863
2864 retry:
2865         check_irq_off();
2866         spin_lock(&l3->list_lock);
2867         entry = l3->slabs_partial.next;
2868         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2869                 l3->free_touched = 1;
2870                 entry = l3->slabs_free.next;
2871                 if (entry == &l3->slabs_free)
2872                         goto must_grow;
2873         }
2874
2875         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2876         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2877         check_slabp(cachep, slabp);
2878
2879         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2880         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2881         STATS_SET_HIGH(cachep);
2882
2883         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
2884
2885         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
2886         check_slabp(cachep, slabp);
2887         l3->free_objects--;
2888         /* move slabp to correct slabp list: */
2889         list_del(&slabp->list);
2890
2891         if (slabp->free == BUFCTL_END)
2892                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2893         else
2894                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2895
2896         spin_unlock(&l3->list_lock);
2897         goto done;
2898
2899 must_grow:
2900         spin_unlock(&l3->list_lock);
2901         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
2902
2903         if (!x)
2904                 return NULL;
2905
2906         goto retry;
2907 done:
2908         return obj;
2909 }
2910 #endif
2911
2912 /*
2913  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
2914  */
2915 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
2916                        int node)
2917 {
2918         int i;
2919         struct kmem_list3 *l3;
2920
2921         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2922                 void *objp = objpp[i];
2923                 struct slab *slabp;
2924
2925                 slabp = virt_to_slab(objp);
2926                 l3 = cachep->nodelists[node];
2927                 list_del(&slabp->list);
2928                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
2929                 check_slabp(cachep, slabp);
2930                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
2931                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2932                 l3->free_objects++;
2933                 check_slabp(cachep, slabp);
2934
2935                 /* fixup slab chains */
2936                 if (slabp->inuse == 0) {
2937                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
2938                                 l3->free_objects -= cachep->num;
2939                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2940                         } else {
2941                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
2942                         }
2943                 } else {
2944                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2945                          * partial list on free - maximum time for the
2946                          * other objects to be freed, too.
2947                          */
2948                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2949                 }
2950         }
2951 }
2952
2953 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
2954 {
2955         int batchcount;
2956         struct kmem_list3 *l3;
2957         int node = numa_node_id();
2958
2959         batchcount = ac->batchcount;
2960 #if DEBUG
2961         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2962 #endif
2963         check_irq_off();
2964         l3 = cachep->nodelists[node];
2965         spin_lock(&l3->list_lock);
2966         if (l3->shared) {
2967                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2968                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
2969                 if (max) {
2970                         if (batchcount > max)
2971                                 batchcount = max;
2972                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2973                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
2974                         shared_array->avail += batchcount;
2975                         goto free_done;
2976                 }
2977         }
2978
2979         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
2980 free_done:
2981 #if STATS
2982         {
2983                 int i = 0;
2984                 struct list_head *p;
2985
2986                 p = l3->slabs_free.next;
2987                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
2988                         struct slab *slabp;
2989
2990                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2991                         BUG_ON(slabp->inuse);
2992
2993                         i++;
2994                         p = p->next;
2995                 }
2996                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2997         }
2998 #endif
2999         spin_unlock(&l3->list_lock);
3000         ac->avail -= batchcount;
3001         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3002 }
3003
3004 /*
3005  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3006  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3007  */
3008 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3009 {
3010         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3011
3012         check_irq_off();
3013         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3014
3015         /* Make sure we are not freeing a object from another
3016          * node to the array cache on this cpu.
3017          */
3018 #ifdef CONFIG_NUMA
3019         {
3020                 struct slab *slabp;
3021                 slabp = virt_to_slab(objp);
3022                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
3023                         struct array_cache *alien = NULL;
3024                         int nodeid = slabp->nodeid;
3025                         struct kmem_list3 *l3;
3026
3027                         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
3028                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
3029                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
3030                                 alien = l3->alien[nodeid];
3031                                 spin_lock(&alien->lock);
3032                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit))
3033                                         __drain_alien_cache(cachep,
3034                                                             alien, nodeid);
3035                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
3036                                 spin_unlock(&alien->lock);
3037                         } else {
3038                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3039                                           list_lock);
3040                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
3041                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3042                                             list_lock);
3043                         }
3044                         return;
3045                 }
3046         }
3047 #endif
3048         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3049                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3050                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3051                 return;
3052         } else {
3053                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3054                 cache_flusharray(cachep, ac);
3055                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3056         }
3057 }
3058
3059 /**
3060  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3061  * @cachep: The cache to allocate from.
3062  * @flags: See kmalloc().
3063  *
3064  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3065  * if the cache has no available objects.
3066  */
3067 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3068 {
3069         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3070 }
3071 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3072
3073 /**
3074  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3075  *      be a slab entry.
3076  * @cachep: the cache we're checking against
3077  * @ptr: pointer to validate
3078  *
3079  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3080  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3081  * part of the slab cache in question, but it at least
3082  * validates that the pointer can be dereferenced and
3083  * looks half-way sane.
3084  *
3085  * Currently only used for dentry validation.
3086  */
3087 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3088 {
3089         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3090         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3091         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3092         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3093         struct page *page;
3094
3095         if (unlikely(addr < min_addr))
3096                 goto out;
3097         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3098                 goto out;
3099         if (unlikely(addr & align_mask))
3100                 goto out;
3101         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3102                 goto out;
3103         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3104                 goto out;
3105         page = virt_to_page(ptr);
3106         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3107                 goto out;
3108         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3109                 goto out;
3110         return 1;
3111 out:
3112         return 0;
3113 }
3114
3115 #ifdef CONFIG_NUMA
3116 /**
3117  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3118  * @cachep: The cache to allocate from.
3119  * @flags: See kmalloc().
3120  * @nodeid: node number of the target node.
3121  *
3122  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3123  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3124  * can improve the performance for cpu bound structures.
3125  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3126  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3127  */
3128 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3129 {
3130         unsigned long save_flags;
3131         void *ptr;
3132
3133         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3134         local_irq_save(save_flags);
3135
3136         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3137                         !cachep->nodelists[nodeid])
3138                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3139         else
3140                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3141         local_irq_restore(save_flags);
3142
3143         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3144                                            __builtin_return_address(0));
3145
3146         return ptr;
3147 }
3148 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3149
3150 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3151 {
3152         struct kmem_cache *cachep;
3153
3154         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3155         if (unlikely(cachep == NULL))
3156                 return NULL;
3157         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3158 }
3159 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3160 #endif
3161
3162 /**
3163  * kmalloc - allocate memory
3164  * @size: how many bytes of memory are required.
3165  * @flags: the type of memory to allocate.
3166  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3167  *
3168  * kmalloc is the normal method of allocating memory
3169  * in the kernel.
3170  *
3171  * The @flags argument may be one of:
3172  *
3173  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
3174  *
3175  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
3176  *
3177  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
3178  *
3179  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
3180  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
3181  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
3182  * from the first 16MB.
3183  */
3184 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3185                                           void *caller)
3186 {
3187         struct kmem_cache *cachep;
3188
3189         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3190          * __ with kmem_.
3191          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3192          * functions.
3193          */
3194         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3195         if (unlikely(cachep == NULL))
3196                 return NULL;
3197         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3198 }
3199
3200 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3201
3202 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3203 {
3204         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3205 }
3206 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3207
3208 #else
3209
3210 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3211 {
3212         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3213 }
3214 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3215
3216 #endif
3217
3218 #ifdef CONFIG_SMP
3219 /**
3220  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3221  * cpu in the system, zeroing them.
3222  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3223  *
3224  * @size: how many bytes of memory are required.
3225  */
3226 void *__alloc_percpu(size_t size)
3227 {
3228         int i;
3229         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3230
3231         if (!pdata)
3232                 return NULL;
3233
3234         /*
3235          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3236          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3237          * that we have allocated then....
3238          */
3239         for_each_cpu(i) {
3240                 int node = cpu_to_node(i);
3241
3242                 if (node_online(node))
3243                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3244                 else
3245                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3246
3247                 if (!pdata->ptrs[i])
3248                         goto unwind_oom;
3249                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3250         }
3251
3252         /* Catch derefs w/o wrappers */
3253         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3254
3255 unwind_oom:
3256         while (--i >= 0) {
3257                 if (!cpu_possible(i))
3258                         continue;
3259                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3260         }
3261         kfree(pdata);
3262         return NULL;
3263 }
3264 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3265 #endif
3266
3267 /**
3268  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3269  * @cachep: The cache the allocation was from.
3270  * @objp: The previously allocated object.
3271  *
3272  * Free an object which was previously allocated from this
3273  * cache.
3274  */
3275 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3276 {
3277         unsigned long flags;
3278
3279         local_irq_save(flags);
3280         __cache_free(cachep, objp);
3281         local_irq_restore(flags);
3282 }
3283 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3284
3285 /**
3286  * kfree - free previously allocated memory
3287  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3288  *
3289  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3290  *
3291  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3292  * or you will run into trouble.
3293  */
3294 void kfree(const void *objp)
3295 {
3296         struct kmem_cache *c;
3297         unsigned long flags;
3298
3299         if (unlikely(!objp))
3300                 return;
3301         local_irq_save(flags);
3302         kfree_debugcheck(objp);
3303         c = virt_to_cache(objp);
3304         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3305         __cache_free(c, (void *)objp);
3306         local_irq_restore(flags);
3307 }
3308 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3309
3310 #ifdef CONFIG_SMP
3311 /**
3312  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3313  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3314  *
3315  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3316  * The complemented objp is to check for that.
3317  */
3318 void free_percpu(const void *objp)
3319 {
3320         int i;
3321         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3322
3323         /*
3324          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3325          */
3326         for_each_cpu(i)
3327             kfree(p->ptrs[i]);
3328         kfree(p);
3329 }
3330 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3331 #endif
3332
3333 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3334 {
3335         return obj_size(cachep);
3336 }
3337 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3338
3339 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3340 {
3341         return cachep->name;
3342 }
3343 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3344
3345 /*
3346  * This initializes kmem_list3 for all nodes.
3347  */
3348 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3349 {
3350         int node;
3351         struct kmem_list3 *l3;
3352         int err = 0;
3353
3354         for_each_online_node(node) {
3355                 struct array_cache *nc = NULL, *new;
3356                 struct array_cache **new_alien = NULL;
3357 #ifdef CONFIG_NUMA
3358                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3359                 if (!new_alien)
3360                         goto fail;
3361 #endif
3362                 new = alloc_arraycache(node, cachep->shared*cachep->batchcount,
3363                                         0xbaadf00d);
3364                 if (!new)
3365                         goto fail;
3366                 l3 = cachep->nodelists[node];
3367                 if (l3) {
3368                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3369
3370                         nc = cachep->nodelists[node]->shared;
3371                         if (nc)
3372                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
3373
3374                         l3->shared = new;
3375                         if (!cachep->nodelists[node]->alien) {
3376                                 l3->alien = new_alien;
3377                                 new_alien = NULL;
3378                         }
3379                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3380                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3381                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3382                         kfree(nc);
3383                         free_alien_cache(new_alien);
3384                         continue;
3385                 }
3386                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3387                 if (!l3)
3388                         goto fail;
3389
3390                 kmem_list3_init(l3);
3391                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3392                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3393                 l3->shared = new;
3394                 l3->alien = new_alien;
3395                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3396                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3397                 cachep->nodelists[node] = l3;
3398         }
3399         return err;
3400 fail:
3401         err = -ENOMEM;
3402         return err;
3403 }
3404
3405 struct ccupdate_struct {
3406         struct kmem_cache *cachep;
3407         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3408 };
3409
3410 static void do_ccupdate_local(void *info)
3411 {
3412         struct ccupdate_struct *new = info;
3413         struct array_cache *old;
3414
3415         check_irq_off();
3416         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3417
3418         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3419         new->new[smp_processor_id()] = old;
3420 }
3421
3422 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3423 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3424                                 int batchcount, int shared)
3425 {
3426         struct ccupdate_struct new;
3427         int i, err;
3428
3429         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3430         for_each_online_cpu(i) {
3431                 new.new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3432                                                 batchcount);
3433                 if (!new.new[i]) {
3434                         for (i--; i >= 0; i--)
3435                                 kfree(new.new[i]);
3436                         return -ENOMEM;
3437                 }
3438         }
3439         new.cachep = cachep;
3440
3441         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)&new, 1, 1);
3442
3443         check_irq_on();
3444         cachep->batchcount = batchcount;
3445         cachep->limit = limit;
3446         cachep->shared = shared;
3447
3448         for_each_online_cpu(i) {
3449                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3450                 if (!ccold)
3451                         continue;
3452                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3453                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3454                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3455                 kfree(ccold);
3456         }
3457
3458         err = alloc_kmemlist(cachep);
3459         if (err) {
3460                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3461                        cachep->name, -err);
3462                 BUG();
3463         }
3464         return 0;
3465 }
3466
3467 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3468 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3469 {
3470         int err;
3471         int limit, shared;
3472
3473         /*
3474          * The head array serves three purposes:
3475          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3476          * - reduce the number of spinlock operations.
3477          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3478          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3479          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3480          * Bonwick.
3481          */
3482         if (cachep->buffer_size > 131072)
3483                 limit = 1;
3484         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3485                 limit = 8;
3486         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3487                 limit = 24;
3488         else if (cachep->buffer_size > 256)
3489                 limit = 54;
3490         else
3491                 limit = 120;
3492
3493         /*
3494          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3495          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3496          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3497          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3498          * replaces Bonwick's magazine layer.
3499          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3500          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3501          */
3502         shared = 0;
3503 #ifdef CONFIG_SMP
3504         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3505                 shared = 8;
3506 #endif
3507
3508 #if DEBUG
3509         /*
3510          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3511          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3512          */
3513         if (limit > 32)
3514                 limit = 32;
3515 #endif
3516         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3517         if (err)
3518                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3519                        cachep->name, -err);
3520 }
3521
3522 /*
3523  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3524  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3525  * if drain_array() is used on the shared array.
3526  */
3527 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3528                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3529 {
3530         int tofree;
3531
3532         if (!ac || !ac->avail)
3533                 return;
3534         if (ac->touched && !force) {
3535                 ac->touched = 0;
3536         } else {
3537                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3538                 if (ac->avail) {
3539                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3540                         if (tofree > ac->avail)
3541                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3542                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3543                         ac->avail -= tofree;
3544                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3545                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3546                 }
3547                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3548         }
3549 }
3550
3551 /**
3552  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3553  * @unused: unused parameter
3554  *
3555  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3556  * Purpose:
3557  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3558  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3559  *
3560  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3561  * again on the next iteration.
3562  */
3563 static void cache_reap(void *unused)
3564 {
3565         struct list_head *walk;
3566         struct kmem_list3 *l3;
3567         int node = numa_node_id();
3568
3569         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3570                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3571                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3572                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3573                 return;
3574         }
3575
3576         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3577                 struct kmem_cache *searchp;
3578                 struct list_head *p;
3579                 int tofree;
3580                 struct slab *slabp;
3581
3582                 searchp = list_entry(walk, struct kmem_cache, next);
3583                 check_irq_on();
3584
3585                 /*
3586                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3587                  * have established with reasonable certainty that
3588                  * we can do some work if the lock was obtained.
3589                  */
3590                 l3 = searchp->nodelists[node];
3591
3592                 reap_alien(searchp, l3);
3593
3594                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3595
3596                 /*
3597                  * These are racy checks but it does not matter
3598                  * if we skip one check or scan twice.
3599                  */
3600                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3601                         goto next;
3602
3603                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3604
3605                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3606
3607                 if (l3->free_touched) {
3608                         l3->free_touched = 0;
3609                         goto next;
3610                 }
3611
3612                 tofree = (l3->free_limit + 5 * searchp->num - 1) /
3613                                 (5 * searchp->num);
3614                 do {
3615                         /*
3616                          * Do not lock if there are no free blocks.
3617                          */
3618                         if (list_empty(&l3->slabs_free))
3619                                 break;
3620
3621                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3622                         p = l3->slabs_free.next;
3623                         if (p == &(l3->slabs_free)) {
3624                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3625                                 break;
3626                         }
3627
3628                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3629                         BUG_ON(slabp->inuse);
3630                         list_del(&slabp->list);
3631                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3632
3633                         /*
3634                          * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
3635                          * to the cache. searchp cannot disappear, we hold
3636                          * cache_chain_lock
3637                          */
3638                         l3->free_objects -= searchp->num;
3639                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3640                         slab_destroy(searchp, slabp);
3641                 } while (--tofree > 0);
3642 next:
3643                 cond_resched();
3644         }
3645         check_irq_on();
3646         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3647         next_reap_node();
3648         /* Set up the next iteration */
3649         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3650 }
3651
3652 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3653
3654 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3655 {
3656         /*
3657          * Output format version, so at least we can change it
3658          * without _too_ many complaints.
3659          */
3660 #if STATS
3661         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3662 #else
3663         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3664 #endif
3665         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3666                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3667         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3668         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3669 #if STATS
3670         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3671                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees>");
3672         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3673 #endif
3674         seq_putc(m, '\n');
3675 }
3676
3677 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3678 {
3679         loff_t n = *pos;
3680         struct list_head *p;
3681
3682         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3683         if (!n)
3684                 print_slabinfo_header(m);
3685         p = cache_chain.next;
3686         while (n--) {
3687                 p = p->next;
3688                 if (p == &cache_chain)
3689                         return NULL;
3690         }
3691         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3692 }
3693
3694 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3695 {
3696         struct kmem_cache *cachep = p;
3697         ++*pos;
3698         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3699                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3700 }
3701
3702 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3703 {
3704         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3705 }
3706
3707 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3708 {
3709         struct kmem_cache *cachep = p;
3710         struct list_head *q;
3711         struct slab *slabp;
3712         unsigned long active_objs;
3713         unsigned long num_objs;
3714         unsigned long active_slabs = 0;
3715         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3716         const char *name;
3717         char *error = NULL;
3718         int node;
3719         struct kmem_list3 *l3;
3720
3721         active_objs = 0;
3722         num_slabs = 0;
3723         for_each_online_node(node) {
3724                 l3 = cachep->nodelists[node];
3725                 if (!l3)
3726                         continue;
3727
3728                 check_irq_on();
3729                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3730
3731                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
3732                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3733                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3734                                 error = "slabs_full accounting error";
3735                         active_objs += cachep->num;
3736                         active_slabs++;
3737                 }
3738                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
3739                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3740                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3741                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3742                         if (!slabp->inuse && !error)
3743                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3744                         active_objs += slabp->inuse;
3745                         active_slabs++;
3746                 }
3747                 list_for_each(q, &l3->slabs_free) {
3748                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3749                         if (slabp->inuse && !error)
3750                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3751                         num_slabs++;
3752                 }
3753                 free_objects += l3->free_objects;
3754                 if (l3->shared)
3755                         shared_avail += l3->shared->avail;
3756
3757                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3758         }
3759         num_slabs += active_slabs;
3760         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3761         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3762                 error = "free_objects accounting error";
3763
3764         name = cachep->name;
3765         if (error)
3766                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3767
3768         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3769                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3770                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3771         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3772                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3773         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3774                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3775 #if STATS
3776         {                       /* list3 stats */
3777                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3778                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3779                 unsigned long grown = cachep->grown;
3780                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3781                 unsigned long errors = cachep->errors;
3782                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3783                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3784                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3785
3786                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3787                                 %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
3788                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
3789                                 node_frees);
3790         }
3791         /* cpu stats */
3792         {
3793                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3794                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3795                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3796                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3797
3798                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3799                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3800         }
3801 #endif
3802         seq_putc(m, '\n');
3803         return 0;
3804 }
3805
3806 /*
3807  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3808  *
3809  * Output layout:
3810  * cache-name
3811  * num-active-objs
3812  * total-objs
3813  * object size
3814  * num-active-slabs
3815  * total-slabs
3816  * num-pages-per-slab
3817  * + further values on SMP and with statistics enabled
3818  */
3819
3820 struct seq_operations slabinfo_op = {
3821         .start = s_start,
3822         .next = s_next,
3823         .stop = s_stop,
3824         .show = s_show,
3825 };
3826
3827 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3828 /**
3829  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3830  * @file: unused
3831  * @buffer: user buffer
3832  * @count: data length
3833  * @ppos: unused
3834  */
3835 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3836                        size_t count, loff_t *ppos)
3837 {
3838         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3839         int limit, batchcount, shared, res;
3840         struct list_head *p;
3841
3842         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3843                 return -EINVAL;
3844         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3845                 return -EFAULT;
3846         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3847
3848         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3849         if (!tmp)
3850                 return -EINVAL;
3851         *tmp = '\0';
3852         tmp++;
3853         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3854                 return -EINVAL;
3855
3856         /* Find the cache in the chain of caches. */
3857         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3858         res = -EINVAL;
3859         list_for_each(p, &cache_chain) {
3860                 struct kmem_cache *cachep;
3861
3862                 cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3863                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3864                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
3865                                         batchcount > limit || shared < 0) {
3866                                 res = 0;
3867                         } else {
3868                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3869                                                        batchcount, shared);
3870                         }
3871                         break;
3872                 }
3873         }
3874         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3875         if (res >= 0)
3876                 res = count;
3877         return res;
3878 }
3879 #endif
3880
3881 /**
3882  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
3883  * @objp: Pointer to the object
3884  *
3885  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
3886  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
3887  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
3888  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
3889  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
3890  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
3891  * must not be freed during the duration of the call.
3892  */
3893 unsigned int ksize(const void *objp)
3894 {
3895         if (unlikely(objp == NULL))
3896                 return 0;
3897
3898         return obj_size(virt_to_cache(objp));
3899 }