Merge branch 'master' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6
[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/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/nodemask.h>
107 #include        <linux/mempolicy.h>
108 #include        <linux/mutex.h>
109
110 #include        <asm/uaccess.h>
111 #include        <asm/cacheflush.h>
112 #include        <asm/tlbflush.h>
113 #include        <asm/page.h>
114
115 /*
116  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
117  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
118  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
119  *
120  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
121  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
122  *
123  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
124  */
125
126 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
127 #define DEBUG           1
128 #define STATS           1
129 #define FORCED_DEBUG    1
130 #else
131 #define DEBUG           0
132 #define STATS           0
133 #define FORCED_DEBUG    0
134 #endif
135
136 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
137 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
138
139 #ifndef cache_line_size
140 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
141 #endif
142
143 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
144 /*
145  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
146  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
147  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
148  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
149  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
150  * Note that this flag disables some debug features.
151  */
152 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
153 #endif
154
155 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
156 /*
157  * Enforce a minimum alignment for all caches.
158  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
159  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
160  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
161  * some debug features.
162  */
163 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
164 #endif
165
166 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
167 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
168 #endif
169
170 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
171 #if DEBUG
172 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
173                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
174                          SLAB_CACHE_DMA | \
175                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
176                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
177                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
178 #else
179 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
180                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
181                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
182                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
183 #endif
184
185 /*
186  * kmem_bufctl_t:
187  *
188  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
189  * linked offsets.
190  *
191  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
192  * slab an object belongs to.
193  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
194  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
195  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
196  * that does not use off-slab slabs.
197  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
198  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
199  * to have too many per slab.
200  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
201  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
202  */
203
204 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
205 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
206 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
207 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
208 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
209
210 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
211  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
212  */
213 static unsigned long offslab_limit;
214
215 /*
216  * struct slab
217  *
218  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
219  * for a slab, or allocated from an general cache.
220  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
221  */
222 struct slab {
223         struct list_head list;
224         unsigned long colouroff;
225         void *s_mem;            /* including colour offset */
226         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
227         kmem_bufctl_t free;
228         unsigned short nodeid;
229 };
230
231 /*
232  * struct slab_rcu
233  *
234  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
235  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
236  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
237  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
238  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
239  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
240  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
241  *
242  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
243  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
244  *
245  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
246  */
247 struct slab_rcu {
248         struct rcu_head head;
249         struct kmem_cache *cachep;
250         void *addr;
251 };
252
253 /*
254  * struct array_cache
255  *
256  * Purpose:
257  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
258  * - reduce the number of linked list operations
259  * - reduce spinlock operations
260  *
261  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
262  * footprint.
263  *
264  */
265 struct array_cache {
266         unsigned int avail;
267         unsigned int limit;
268         unsigned int batchcount;
269         unsigned int touched;
270         spinlock_t lock;
271         void *entry[0]; /*
272                          * Must have this definition in here for the proper
273                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
274                          * the entries.
275                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
276                          */
277 };
278
279 /*
280  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
281  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
282  */
283 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
284 struct arraycache_init {
285         struct array_cache cache;
286         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
287 };
288
289 /*
290  * The slab lists for all objects.
291  */
292 struct kmem_list3 {
293         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
294         struct list_head slabs_full;
295         struct list_head slabs_free;
296         unsigned long free_objects;
297         unsigned int free_limit;
298         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
299         spinlock_t list_lock;
300         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
301         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
302         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
303         int free_touched;               /* updated without locking */
304 };
305
306 /*
307  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
308  */
309 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
310 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
311 #define CACHE_CACHE 0
312 #define SIZE_AC 1
313 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
314
315 /*
316  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
317  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
318  */
319 static __always_inline int index_of(const size_t size)
320 {
321         extern void __bad_size(void);
322
323         if (__builtin_constant_p(size)) {
324                 int i = 0;
325
326 #define CACHE(x) \
327         if (size <=x) \
328                 return i; \
329         else \
330                 i++;
331 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
332 #undef CACHE
333                 __bad_size();
334         } else
335                 __bad_size();
336         return 0;
337 }
338
339 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
340 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
341
342 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
343 {
344         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
345         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
346         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
347         parent->shared = NULL;
348         parent->alien = NULL;
349         parent->colour_next = 0;
350         spin_lock_init(&parent->list_lock);
351         parent->free_objects = 0;
352         parent->free_touched = 0;
353 }
354
355 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
356         do {                                                            \
357                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
358                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
359         } while (0)
360
361 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
362         do {                                                            \
363         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
364         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
365         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
366         } while (0)
367
368 /*
369  * struct kmem_cache
370  *
371  * manages a cache.
372  */
373
374 struct kmem_cache {
375 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
376         struct array_cache *array[NR_CPUS];
377 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
378         unsigned int batchcount;
379         unsigned int limit;
380         unsigned int shared;
381
382         unsigned int buffer_size;
383 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
384         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
385
386         unsigned int flags;             /* constant flags */
387         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
388
389 /* 4) cache_grow/shrink */
390         /* order of pgs per slab (2^n) */
391         unsigned int gfporder;
392
393         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
394         gfp_t gfpflags;
395
396         size_t colour;                  /* cache colouring range */
397         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
398         struct kmem_cache *slabp_cache;
399         unsigned int slab_size;
400         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
401
402         /* constructor func */
403         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
404
405         /* de-constructor func */
406         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
407
408 /* 5) cache creation/removal */
409         const char *name;
410         struct list_head next;
411
412 /* 6) statistics */
413 #if STATS
414         unsigned long num_active;
415         unsigned long num_allocations;
416         unsigned long high_mark;
417         unsigned long grown;
418         unsigned long reaped;
419         unsigned long errors;
420         unsigned long max_freeable;
421         unsigned long node_allocs;
422         unsigned long node_frees;
423         unsigned long node_overflow;
424         atomic_t allochit;
425         atomic_t allocmiss;
426         atomic_t freehit;
427         atomic_t freemiss;
428 #endif
429 #if DEBUG
430         /*
431          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
432          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
433          * object size including these internal fields, the following two
434          * variables contain the offset to the user object and its size.
435          */
436         int obj_offset;
437         int obj_size;
438 #endif
439 };
440
441 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
442 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
443
444 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
445 /*
446  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
447  * cpucache drain/refill cycles.
448  *
449  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
450  * which could lock up otherwise freeable slabs.
451  */
452 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
453 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
454
455 #if STATS
456 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
457 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
458 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
459 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
460 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
461 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
462         do {                                                            \
463                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
464                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
465         } while (0)
466 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
467 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
468 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
469 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
470 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
471         do {                                                            \
472                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
473                         (x)->max_freeable = i;                          \
474         } while (0)
475 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
476 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
477 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
478 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
479 #else
480 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
481 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
482 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
483 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
484 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
485 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
486 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
487 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
488 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
489 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
490 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
491 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
492 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
493 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
494 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
495 #endif
496
497 #if DEBUG
498 /*
499  * Magic nums for obj red zoning.
500  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
501  */
502 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
503 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
504
505 /* ...and for poisoning */
506 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
507 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
508 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
509
510 /*
511  * memory layout of objects:
512  * 0            : objp
513  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
514  *              the end of an object is aligned with the end of the real
515  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
516  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
517  *              redzone word.
518  * cachep->obj_offset: The real object.
519  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
520  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
521  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
522  */
523 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
524 {
525         return cachep->obj_offset;
526 }
527
528 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
529 {
530         return cachep->obj_size;
531 }
532
533 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
534 {
535         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
536         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
537 }
538
539 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
540 {
541         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
542         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
543                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
544                                          2 * BYTES_PER_WORD);
545         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
546 }
547
548 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
549 {
550         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
551         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
552 }
553
554 #else
555
556 #define obj_offset(x)                   0
557 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
558 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
559 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
560 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
561
562 #endif
563
564 /*
565  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
566  * order.
567  */
568 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
569 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
570 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
571 #elif defined(CONFIG_MMU)
572 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
573 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
574 #else
575 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
576 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
577 #endif
578
579 /*
580  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
581  */
582 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
583 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
584 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
585
586 /*
587  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
588  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
589  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
590  */
591 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
592 {
593         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
594 }
595
596 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
597 {
598         if (unlikely(PageCompound(page)))
599                 page = (struct page *)page_private(page);
600         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
601 }
602
603 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
604 {
605         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
606 }
607
608 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
609 {
610         if (unlikely(PageCompound(page)))
611                 page = (struct page *)page_private(page);
612         return (struct slab *)page->lru.prev;
613 }
614
615 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
616 {
617         struct page *page = virt_to_page(obj);
618         return page_get_cache(page);
619 }
620
621 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
622 {
623         struct page *page = virt_to_page(obj);
624         return page_get_slab(page);
625 }
626
627 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
628                                  unsigned int idx)
629 {
630         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
631 }
632
633 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
634                                         struct slab *slab, void *obj)
635 {
636         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
637 }
638
639 /*
640  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
641  */
642 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
643 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
644 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
645         CACHE(ULONG_MAX)
646 #undef CACHE
647 };
648 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
649
650 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
651 struct cache_names {
652         char *name;
653         char *name_dma;
654 };
655
656 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
657 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
658 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
659         {NULL,}
660 #undef CACHE
661 };
662
663 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
664     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
665 static struct arraycache_init initarray_generic =
666     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
667
668 /* internal cache of cache description objs */
669 static struct kmem_cache cache_cache = {
670         .batchcount = 1,
671         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
672         .shared = 1,
673         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
674         .name = "kmem_cache",
675 #if DEBUG
676         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
677 #endif
678 };
679
680 /* Guard access to the cache-chain. */
681 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
682 static struct list_head cache_chain;
683
684 /*
685  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many slab-allocated pages
686  * are possibly freeable under pressure
687  *
688  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
689  */
690 atomic_t slab_reclaim_pages;
691
692 /*
693  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
694  * until the general caches are up.
695  */
696 static enum {
697         NONE,
698         PARTIAL_AC,
699         PARTIAL_L3,
700         FULL
701 } g_cpucache_up;
702
703 /*
704  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
705  */
706 int slab_is_available(void)
707 {
708         return g_cpucache_up == FULL;
709 }
710
711 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
712
713 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
714                         int node);
715 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
716 static void cache_reap(void *unused);
717 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node);
718
719 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
720 {
721         return cachep->array[smp_processor_id()];
722 }
723
724 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
725                                                         gfp_t gfpflags)
726 {
727         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
728
729 #if DEBUG
730         /* This happens if someone tries to call
731          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
732          * the generic caches are initialized.
733          */
734         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
735 #endif
736         while (size > csizep->cs_size)
737                 csizep++;
738
739         /*
740          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
741          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
742          * for large kmalloc calls required.
743          */
744         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
745                 return csizep->cs_dmacachep;
746         return csizep->cs_cachep;
747 }
748
749 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
750 {
751         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
752 }
753 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
754
755 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
756 {
757         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
758 }
759
760 /*
761  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
762  */
763 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
764                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
765                            unsigned int *num)
766 {
767         int nr_objs;
768         size_t mgmt_size;
769         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
770
771         /*
772          * The slab management structure can be either off the slab or
773          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
774          * slab is used for:
775          *
776          * - The struct slab
777          * - One kmem_bufctl_t for each object
778          * - Padding to respect alignment of @align
779          * - @buffer_size bytes for each object
780          *
781          * If the slab management structure is off the slab, then the
782          * alignment will already be calculated into the size. Because
783          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
784          * correct alignment when allocated.
785          */
786         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
787                 mgmt_size = 0;
788                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
789
790                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
791                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
792         } else {
793                 /*
794                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
795                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
796                  * least @align. In the worst case, this result will
797                  * be one greater than the number of objects that fit
798                  * into the memory allocation when taking the padding
799                  * into account.
800                  */
801                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
802                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
803
804                 /*
805                  * This calculated number will be either the right
806                  * amount, or one greater than what we want.
807                  */
808                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
809                        > slab_size)
810                         nr_objs--;
811
812                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
813                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
814
815                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
816         }
817         *num = nr_objs;
818         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
819 }
820
821 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
822
823 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
824                         char *msg)
825 {
826         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
827                function, cachep->name, msg);
828         dump_stack();
829 }
830
831 #ifdef CONFIG_NUMA
832 /*
833  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
834  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
835  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
836  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
837  */
838 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
839
840 static void init_reap_node(int cpu)
841 {
842         int node;
843
844         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
845         if (node == MAX_NUMNODES)
846                 node = first_node(node_online_map);
847
848         __get_cpu_var(reap_node) = node;
849 }
850
851 static void next_reap_node(void)
852 {
853         int node = __get_cpu_var(reap_node);
854
855         /*
856          * Also drain per cpu pages on remote zones
857          */
858         if (node != numa_node_id())
859                 drain_node_pages(node);
860
861         node = next_node(node, node_online_map);
862         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
863                 node = first_node(node_online_map);
864         __get_cpu_var(reap_node) = node;
865 }
866
867 #else
868 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
869 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
870 #endif
871
872 /*
873  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
874  * via the workqueue/eventd.
875  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
876  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
877  * lock.
878  */
879 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
880 {
881         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
882
883         /*
884          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
885          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
886          * at that time.
887          */
888         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
889                 init_reap_node(cpu);
890                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
891                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
892         }
893 }
894
895 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
896                                             int batchcount)
897 {
898         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
899         struct array_cache *nc = NULL;
900
901         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
902         if (nc) {
903                 nc->avail = 0;
904                 nc->limit = entries;
905                 nc->batchcount = batchcount;
906                 nc->touched = 0;
907                 spin_lock_init(&nc->lock);
908         }
909         return nc;
910 }
911
912 /*
913  * Transfer objects in one arraycache to another.
914  * Locking must be handled by the caller.
915  *
916  * Return the number of entries transferred.
917  */
918 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
919                 struct array_cache *from, unsigned int max)
920 {
921         /* Figure out how many entries to transfer */
922         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
923
924         if (!nr)
925                 return 0;
926
927         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
928                         sizeof(void *) *nr);
929
930         from->avail -= nr;
931         to->avail += nr;
932         to->touched = 1;
933         return nr;
934 }
935
936 #ifdef CONFIG_NUMA
937 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
938 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
939
940 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
941 {
942         struct array_cache **ac_ptr;
943         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
944         int i;
945
946         if (limit > 1)
947                 limit = 12;
948         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
949         if (ac_ptr) {
950                 for_each_node(i) {
951                         if (i == node || !node_online(i)) {
952                                 ac_ptr[i] = NULL;
953                                 continue;
954                         }
955                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
956                         if (!ac_ptr[i]) {
957                                 for (i--; i <= 0; i--)
958                                         kfree(ac_ptr[i]);
959                                 kfree(ac_ptr);
960                                 return NULL;
961                         }
962                 }
963         }
964         return ac_ptr;
965 }
966
967 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
968 {
969         int i;
970
971         if (!ac_ptr)
972                 return;
973         for_each_node(i)
974             kfree(ac_ptr[i]);
975         kfree(ac_ptr);
976 }
977
978 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
979                                 struct array_cache *ac, int node)
980 {
981         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
982
983         if (ac->avail) {
984                 spin_lock(&rl3->list_lock);
985                 /*
986                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
987                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
988                  * into the free lists and getting them back later.
989                  */
990                 if (rl3->shared)
991                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
992
993                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
994                 ac->avail = 0;
995                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
996         }
997 }
998
999 /*
1000  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1001  */
1002 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1003 {
1004         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1005
1006         if (l3->alien) {
1007                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1008
1009                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1010                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1011                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1012                 }
1013         }
1014 }
1015
1016 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1017                                 struct array_cache **alien)
1018 {
1019         int i = 0;
1020         struct array_cache *ac;
1021         unsigned long flags;
1022
1023         for_each_online_node(i) {
1024                 ac = alien[i];
1025                 if (ac) {
1026                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1027                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1028                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1029                 }
1030         }
1031 }
1032 #else
1033
1034 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1035 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1036
1037 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1038 {
1039         return (struct array_cache **) 0x01020304ul;
1040 }
1041
1042 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1043 {
1044 }
1045
1046 #endif
1047
1048 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1049                                     unsigned long action, void *hcpu)
1050 {
1051         long cpu = (long)hcpu;
1052         struct kmem_cache *cachep;
1053         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1054         int node = cpu_to_node(cpu);
1055         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1056
1057         switch (action) {
1058         case CPU_UP_PREPARE:
1059                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1060                 /*
1061                  * We need to do this right in the beginning since
1062                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1063                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1064                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1065                  */
1066
1067                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1068                         /*
1069                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1070                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1071                          * node has not already allocated this
1072                          */
1073                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1074                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1075                                 if (!l3)
1076                                         goto bad;
1077                                 kmem_list3_init(l3);
1078                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1079                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1080
1081                                 /*
1082                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1083                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1084                                  * protection here.
1085                                  */
1086                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1087                         }
1088
1089                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1090                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1091                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1092                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1093                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1094                 }
1095
1096                 /*
1097                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1098                  * array caches
1099                  */
1100                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1101                         struct array_cache *nc;
1102                         struct array_cache *shared;
1103                         struct array_cache **alien;
1104
1105                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1106                                                 cachep->batchcount);
1107                         if (!nc)
1108                                 goto bad;
1109                         shared = alloc_arraycache(node,
1110                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1111                                         0xbaadf00d);
1112                         if (!shared)
1113                                 goto bad;
1114
1115                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1116                         if (!alien)
1117                                 goto bad;
1118                         cachep->array[cpu] = nc;
1119                         l3 = cachep->nodelists[node];
1120                         BUG_ON(!l3);
1121
1122                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1123                         if (!l3->shared) {
1124                                 /*
1125                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1126                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1127                                  */
1128                                 l3->shared = shared;
1129                                 shared = NULL;
1130                         }
1131 #ifdef CONFIG_NUMA
1132                         if (!l3->alien) {
1133                                 l3->alien = alien;
1134                                 alien = NULL;
1135                         }
1136 #endif
1137                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1138                         kfree(shared);
1139                         free_alien_cache(alien);
1140                 }
1141                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1142                 break;
1143         case CPU_ONLINE:
1144                 start_cpu_timer(cpu);
1145                 break;
1146 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1147         case CPU_DEAD:
1148                 /*
1149                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1150                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1151                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1152                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1153                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1154                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1155                  */
1156                 /* fall thru */
1157         case CPU_UP_CANCELED:
1158                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1159                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1160                         struct array_cache *nc;
1161                         struct array_cache *shared;
1162                         struct array_cache **alien;
1163                         cpumask_t mask;
1164
1165                         mask = node_to_cpumask(node);
1166                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1167                         nc = cachep->array[cpu];
1168                         cachep->array[cpu] = NULL;
1169                         l3 = cachep->nodelists[node];
1170
1171                         if (!l3)
1172                                 goto free_array_cache;
1173
1174                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1175
1176                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1177                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1178                         if (nc)
1179                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1180
1181                         if (!cpus_empty(mask)) {
1182                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1183                                 goto free_array_cache;
1184                         }
1185
1186                         shared = l3->shared;
1187                         if (shared) {
1188                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1189                                            l3->shared->avail, node);
1190                                 l3->shared = NULL;
1191                         }
1192
1193                         alien = l3->alien;
1194                         l3->alien = NULL;
1195
1196                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1197
1198                         kfree(shared);
1199                         if (alien) {
1200                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1201                                 free_alien_cache(alien);
1202                         }
1203 free_array_cache:
1204                         kfree(nc);
1205                 }
1206                 /*
1207                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1208                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1209                  * shrink each nodelist to its limit.
1210                  */
1211                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1212                         l3 = cachep->nodelists[node];
1213                         if (!l3)
1214                                 continue;
1215                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1216                         /* free slabs belonging to this node */
1217                         __node_shrink(cachep, node);
1218                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1219                 }
1220                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1221                 break;
1222 #endif
1223         }
1224         return NOTIFY_OK;
1225 bad:
1226         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1227         return NOTIFY_BAD;
1228 }
1229
1230 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
1231
1232 /*
1233  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1234  */
1235 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1236                         int nodeid)
1237 {
1238         struct kmem_list3 *ptr;
1239
1240         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1241         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1242         BUG_ON(!ptr);
1243
1244         local_irq_disable();
1245         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1246         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1247         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1248         local_irq_enable();
1249 }
1250
1251 /*
1252  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1253  * before smp_init().
1254  */
1255 void __init kmem_cache_init(void)
1256 {
1257         size_t left_over;
1258         struct cache_sizes *sizes;
1259         struct cache_names *names;
1260         int i;
1261         int order;
1262
1263         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1264                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1265                 if (i < MAX_NUMNODES)
1266                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1267         }
1268
1269         /*
1270          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1271          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1272          */
1273         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1274                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1275
1276         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1277          * from caches that do not exist yet:
1278          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1279          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1280          *    cache_cache is statically allocated.
1281          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1282          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1283          *    array at the end of the bootstrap.
1284          * 2) Create the first kmalloc cache.
1285          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1286          *    An __init data area is used for the head array.
1287          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1288          *    head arrays.
1289          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1290          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1291          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1292          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1293          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1294          */
1295
1296         /* 1) create the cache_cache */
1297         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1298         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1299         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1300         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1301         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1302
1303         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1304                                         cache_line_size());
1305
1306         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1307                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1308                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1309                 if (cache_cache.num)
1310                         break;
1311         }
1312         BUG_ON(!cache_cache.num);
1313         cache_cache.gfporder = order;
1314         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1315         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1316                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1317
1318         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1319         sizes = malloc_sizes;
1320         names = cache_names;
1321
1322         /*
1323          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1324          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1325          * bug.
1326          */
1327
1328         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1329                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1330                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1331                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1332                                         NULL, NULL);
1333
1334         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1335                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1336                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1337                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1338                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1339                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1340                                 NULL, NULL);
1341         }
1342
1343         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1344                 /*
1345                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1346                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1347                  * eliminates "false sharing".
1348                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1349                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1350                  */
1351                 if (!sizes->cs_cachep) {
1352                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1353                                         sizes->cs_size,
1354                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1355                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1356                                         NULL, NULL);
1357                 }
1358
1359                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
1360                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
1361                         offslab_limit = sizes->cs_size - sizeof(struct slab);
1362                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1363                 }
1364
1365                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1366                                         sizes->cs_size,
1367                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1368                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1369                                                 SLAB_PANIC,
1370                                         NULL, NULL);
1371                 sizes++;
1372                 names++;
1373         }
1374         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1375         {
1376                 void *ptr;
1377
1378                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1379
1380                 local_irq_disable();
1381                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1382                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1383                        sizeof(struct arraycache_init));
1384                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1385                 local_irq_enable();
1386
1387                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1388
1389                 local_irq_disable();
1390                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1391                        != &initarray_generic.cache);
1392                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1393                        sizeof(struct arraycache_init));
1394                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1395                     ptr;
1396                 local_irq_enable();
1397         }
1398         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1399         {
1400                 int node;
1401                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1402                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1403                           numa_node_id());
1404
1405                 for_each_online_node(node) {
1406                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1407                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1408
1409                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1410                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1411                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1412                                           node);
1413                         }
1414                 }
1415         }
1416
1417         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1418         {
1419                 struct kmem_cache *cachep;
1420                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1421                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1422                         enable_cpucache(cachep);
1423                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1424         }
1425
1426         /* Done! */
1427         g_cpucache_up = FULL;
1428
1429         /*
1430          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1431          * cpu_cache_get for all new cpus
1432          */
1433         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1434
1435         /*
1436          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1437          * of the kernel is not yet operational.
1438          */
1439 }
1440
1441 static int __init cpucache_init(void)
1442 {
1443         int cpu;
1444
1445         /*
1446          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1447          */
1448         for_each_online_cpu(cpu)
1449                 start_cpu_timer(cpu);
1450         return 0;
1451 }
1452 __initcall(cpucache_init);
1453
1454 /*
1455  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1456  *
1457  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1458  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1459  * would be relatively rare and ignorable.
1460  */
1461 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1462 {
1463         struct page *page;
1464         void *addr;
1465         int i;
1466
1467         flags |= cachep->gfpflags;
1468 #ifndef CONFIG_MMU
1469         /* nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, so
1470          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations"
1471          */
1472         page = alloc_pages_node(nodeid, (flags | __GFP_COMP), cachep->gfporder);
1473 #else
1474         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1475 #endif
1476         if (!page)
1477                 return NULL;
1478         addr = page_address(page);
1479
1480         i = (1 << cachep->gfporder);
1481         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1482                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
1483         add_page_state(nr_slab, i);
1484         while (i--) {
1485                 __SetPageSlab(page);
1486                 page++;
1487         }
1488         return addr;
1489 }
1490
1491 /*
1492  * Interface to system's page release.
1493  */
1494 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1495 {
1496         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1497         struct page *page = virt_to_page(addr);
1498         const unsigned long nr_freed = i;
1499
1500         while (i--) {
1501                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1502                 __ClearPageSlab(page);
1503                 page++;
1504         }
1505         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1506         if (current->reclaim_state)
1507                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1508         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1509         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1510                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1511 }
1512
1513 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1514 {
1515         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1516         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1517
1518         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1519         if (OFF_SLAB(cachep))
1520                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1521 }
1522
1523 #if DEBUG
1524
1525 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1526 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1527                             unsigned long caller)
1528 {
1529         int size = obj_size(cachep);
1530
1531         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1532
1533         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1534                 return;
1535
1536         *addr++ = 0x12345678;
1537         *addr++ = caller;
1538         *addr++ = smp_processor_id();
1539         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1540         {
1541                 unsigned long *sptr = &caller;
1542                 unsigned long svalue;
1543
1544                 while (!kstack_end(sptr)) {
1545                         svalue = *sptr++;
1546                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1547                                 *addr++ = svalue;
1548                                 size -= sizeof(unsigned long);
1549                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1550                                         break;
1551                         }
1552                 }
1553
1554         }
1555         *addr++ = 0x87654321;
1556 }
1557 #endif
1558
1559 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1560 {
1561         int size = obj_size(cachep);
1562         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1563
1564         memset(addr, val, size);
1565         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1566 }
1567
1568 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1569 {
1570         int i;
1571         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1572         for (i = 0; i < limit; i++)
1573                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1574         printk("\n");
1575 }
1576 #endif
1577
1578 #if DEBUG
1579
1580 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1581 {
1582         int i, size;
1583         char *realobj;
1584
1585         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1586                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1587                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1588                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1589         }
1590
1591         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1592                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1593                         *dbg_userword(cachep, objp));
1594                 print_symbol("(%s)",
1595                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1596                 printk("\n");
1597         }
1598         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1599         size = obj_size(cachep);
1600         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1601                 int limit;
1602                 limit = 16;
1603                 if (i + limit > size)
1604                         limit = size - i;
1605                 dump_line(realobj, i, limit);
1606         }
1607 }
1608
1609 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1610 {
1611         char *realobj;
1612         int size, i;
1613         int lines = 0;
1614
1615         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1616         size = obj_size(cachep);
1617
1618         for (i = 0; i < size; i++) {
1619                 char exp = POISON_FREE;
1620                 if (i == size - 1)
1621                         exp = POISON_END;
1622                 if (realobj[i] != exp) {
1623                         int limit;
1624                         /* Mismatch ! */
1625                         /* Print header */
1626                         if (lines == 0) {
1627                                 printk(KERN_ERR
1628                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1629                                         realobj, size);
1630                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1631                         }
1632                         /* Hexdump the affected line */
1633                         i = (i / 16) * 16;
1634                         limit = 16;
1635                         if (i + limit > size)
1636                                 limit = size - i;
1637                         dump_line(realobj, i, limit);
1638                         i += 16;
1639                         lines++;
1640                         /* Limit to 5 lines */
1641                         if (lines > 5)
1642                                 break;
1643                 }
1644         }
1645         if (lines != 0) {
1646                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1647                  * exist:
1648                  */
1649                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1650                 unsigned int objnr;
1651
1652                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1653                 if (objnr) {
1654                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1655                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1656                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1657                                realobj, size);
1658                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1659                 }
1660                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1661                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1662                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1663                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1664                                realobj, size);
1665                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1666                 }
1667         }
1668 }
1669 #endif
1670
1671 #if DEBUG
1672 /**
1673  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1674  * @cachep: cache pointer being destroyed
1675  * @slabp: slab pointer being destroyed
1676  *
1677  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1678  * destroyed.
1679  */
1680 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1681 {
1682         int i;
1683         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1684                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1685
1686                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1687 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1688                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1689                                         OFF_SLAB(cachep))
1690                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1691                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1692                         else
1693                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1694 #else
1695                         check_poison_obj(cachep, objp);
1696 #endif
1697                 }
1698                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1699                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1700                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1701                                            "was overwritten");
1702                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1703                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1704                                            "was overwritten");
1705                 }
1706                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1707                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1708         }
1709 }
1710 #else
1711 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1712 {
1713         if (cachep->dtor) {
1714                 int i;
1715                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1716                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1717                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1718                 }
1719         }
1720 }
1721 #endif
1722
1723 /**
1724  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1725  * @cachep: cache pointer being destroyed
1726  * @slabp: slab pointer being destroyed
1727  *
1728  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1729  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1730  * cache-lock is not held/needed.
1731  */
1732 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1733 {
1734         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1735
1736         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1737         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1738                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1739
1740                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1741                 slab_rcu->cachep = cachep;
1742                 slab_rcu->addr = addr;
1743                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1744         } else {
1745                 kmem_freepages(cachep, addr);
1746                 if (OFF_SLAB(cachep))
1747                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1748         }
1749 }
1750
1751 /*
1752  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1753  * size of kmem_list3.
1754  */
1755 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1756 {
1757         int node;
1758
1759         for_each_online_node(node) {
1760                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1761                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1762                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1763                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1764         }
1765 }
1766
1767 /**
1768  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1769  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1770  * @size: size of objects to be created in this cache.
1771  * @align: required alignment for the objects.
1772  * @flags: slab allocation flags
1773  *
1774  * Also calculates the number of objects per slab.
1775  *
1776  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1777  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1778  * towards high-order requests, this should be changed.
1779  */
1780 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1781                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1782 {
1783         size_t left_over = 0;
1784         int gfporder;
1785
1786         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1787                 unsigned int num;
1788                 size_t remainder;
1789
1790                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1791                 if (!num)
1792                         continue;
1793
1794                 /* More than offslab_limit objects will cause problems */
1795                 if ((flags & CFLGS_OFF_SLAB) && num > offslab_limit)
1796                         break;
1797
1798                 /* Found something acceptable - save it away */
1799                 cachep->num = num;
1800                 cachep->gfporder = gfporder;
1801                 left_over = remainder;
1802
1803                 /*
1804                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1805                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1806                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1807                  */
1808                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1809                         break;
1810
1811                 /*
1812                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1813                  * currently bad for the gfp()s.
1814                  */
1815                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1816                         break;
1817
1818                 /*
1819                  * Acceptable internal fragmentation?
1820                  */
1821                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1822                         break;
1823         }
1824         return left_over;
1825 }
1826
1827 static void setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1828 {
1829         if (g_cpucache_up == FULL) {
1830                 enable_cpucache(cachep);
1831                 return;
1832         }
1833         if (g_cpucache_up == NONE) {
1834                 /*
1835                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
1836                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
1837                  * further caches will BUG().
1838                  */
1839                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1840
1841                 /*
1842                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
1843                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
1844                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
1845                  */
1846                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1847                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1848                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1849                 else
1850                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1851         } else {
1852                 cachep->array[smp_processor_id()] =
1853                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1854
1855                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1856                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1857                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1858                 } else {
1859                         int node;
1860                         for_each_online_node(node) {
1861                                 cachep->nodelists[node] =
1862                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1863                                                 GFP_KERNEL, node);
1864                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1865                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1866                         }
1867                 }
1868         }
1869         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1870                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1871                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1872
1873         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1874         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1875         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1876         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1877         cachep->batchcount = 1;
1878         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1879 }
1880
1881 /**
1882  * kmem_cache_create - Create a cache.
1883  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1884  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1885  * @align: The required alignment for the objects.
1886  * @flags: SLAB flags
1887  * @ctor: A constructor for the objects.
1888  * @dtor: A destructor for the objects.
1889  *
1890  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1891  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1892  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1893  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1894  *
1895  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1896  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
1897  *
1898  * The flags are
1899  *
1900  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1901  * to catch references to uninitialised memory.
1902  *
1903  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1904  * for buffer overruns.
1905  *
1906  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1907  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1908  * as davem.
1909  */
1910 struct kmem_cache *
1911 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1912         unsigned long flags,
1913         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1914         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1915 {
1916         size_t left_over, slab_size, ralign;
1917         struct kmem_cache *cachep = NULL;
1918         struct list_head *p;
1919
1920         /*
1921          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1922          */
1923         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
1924             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1925                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
1926                                 name);
1927                 BUG();
1928         }
1929
1930         /*
1931          * Prevent CPUs from coming and going.
1932          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
1933          */
1934         lock_cpu_hotplug();
1935
1936         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1937
1938         list_for_each(p, &cache_chain) {
1939                 struct kmem_cache *pc = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
1940                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1941                 char tmp;
1942                 int res;
1943
1944                 /*
1945                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1946                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1947                  * area of the module.  Print a warning.
1948                  */
1949                 set_fs(KERNEL_DS);
1950                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1951                 set_fs(old_fs);
1952                 if (res) {
1953                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1954                                pc->buffer_size);
1955                         continue;
1956                 }
1957
1958                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1959                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1960                         dump_stack();
1961                         goto oops;
1962                 }
1963         }
1964
1965 #if DEBUG
1966         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1967         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1968                 /* No constructor, but inital state check requested */
1969                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1970                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1971                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1972         }
1973 #if FORCED_DEBUG
1974         /*
1975          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1976          * large objects, if the increased size would increase the object size
1977          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1978          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1979          */
1980         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
1981                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1982         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1983                 flags |= SLAB_POISON;
1984 #endif
1985         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1986                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1987 #endif
1988         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1989                 BUG_ON(dtor);
1990
1991         /*
1992          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
1993          * isn't available.
1994          */
1995         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
1996
1997         /*
1998          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1999          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2000          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2001          */
2002         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2003                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2004                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2005         }
2006
2007         /* calculate the final buffer alignment: */
2008
2009         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2010         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2011                 /*
2012                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2013                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2014                  * one cacheline.
2015                  */
2016                 ralign = cache_line_size();
2017                 while (size <= ralign / 2)
2018                         ralign /= 2;
2019         } else {
2020                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2021         }
2022         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
2023         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2024                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2025                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2026                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2027         }
2028         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
2029         if (ralign < align) {
2030                 ralign = align;
2031                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2032                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2033         }
2034         /*
2035          * 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
2036          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
2037          */
2038         align = ralign;
2039
2040         /* Get cache's description obj. */
2041         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
2042         if (!cachep)
2043                 goto oops;
2044
2045 #if DEBUG
2046         cachep->obj_size = size;
2047
2048         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2049                 /* redzoning only works with word aligned caches */
2050                 align = BYTES_PER_WORD;
2051
2052                 /* add space for red zone words */
2053                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2054                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2055         }
2056         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2057                 /* user store requires word alignment and
2058                  * one word storage behind the end of the real
2059                  * object.
2060                  */
2061                 align = BYTES_PER_WORD;
2062                 size += BYTES_PER_WORD;
2063         }
2064 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2065         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2066             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2067                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2068                 size = PAGE_SIZE;
2069         }
2070 #endif
2071 #endif
2072
2073         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
2074         if (size >= (PAGE_SIZE >> 3))
2075                 /*
2076                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2077                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2078                  */
2079                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2080
2081         size = ALIGN(size, align);
2082
2083         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2084
2085         if (!cachep->num) {
2086                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2087                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2088                 cachep = NULL;
2089                 goto oops;
2090         }
2091         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2092                           + sizeof(struct slab), align);
2093
2094         /*
2095          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2096          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2097          */
2098         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2099                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2100                 left_over -= slab_size;
2101         }
2102
2103         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2104                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2105                 slab_size =
2106                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2107         }
2108
2109         cachep->colour_off = cache_line_size();
2110         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2111         if (cachep->colour_off < align)
2112                 cachep->colour_off = align;
2113         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2114         cachep->slab_size = slab_size;
2115         cachep->flags = flags;
2116         cachep->gfpflags = 0;
2117         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2118                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2119         cachep->buffer_size = size;
2120
2121         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
2122                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2123         cachep->ctor = ctor;
2124         cachep->dtor = dtor;
2125         cachep->name = name;
2126
2127
2128         setup_cpu_cache(cachep);
2129
2130         /* cache setup completed, link it into the list */
2131         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2132 oops:
2133         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2134                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2135                       name);
2136         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2137         unlock_cpu_hotplug();
2138         return cachep;
2139 }
2140 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2141
2142 #if DEBUG
2143 static void check_irq_off(void)
2144 {
2145         BUG_ON(!irqs_disabled());
2146 }
2147
2148 static void check_irq_on(void)
2149 {
2150         BUG_ON(irqs_disabled());
2151 }
2152
2153 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2154 {
2155 #ifdef CONFIG_SMP
2156         check_irq_off();
2157         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2158 #endif
2159 }
2160
2161 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2162 {
2163 #ifdef CONFIG_SMP
2164         check_irq_off();
2165         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2166 #endif
2167 }
2168
2169 #else
2170 #define check_irq_off() do { } while(0)
2171 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2172 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2173 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2174 #endif
2175
2176 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2177                         struct array_cache *ac,
2178                         int force, int node);
2179
2180 static void do_drain(void *arg)
2181 {
2182         struct kmem_cache *cachep = arg;
2183         struct array_cache *ac;
2184         int node = numa_node_id();
2185
2186         check_irq_off();
2187         ac = cpu_cache_get(cachep);
2188         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2189         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2190         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2191         ac->avail = 0;
2192 }
2193
2194 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2195 {
2196         struct kmem_list3 *l3;
2197         int node;
2198
2199         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2200         check_irq_on();
2201         for_each_online_node(node) {
2202                 l3 = cachep->nodelists[node];
2203                 if (l3 && l3->alien)
2204                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2205         }
2206
2207         for_each_online_node(node) {
2208                 l3 = cachep->nodelists[node];
2209                 if (l3)
2210                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2211         }
2212 }
2213
2214 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2215 {
2216         struct slab *slabp;
2217         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2218         int ret;
2219
2220         for (;;) {
2221                 struct list_head *p;
2222
2223                 p = l3->slabs_free.prev;
2224                 if (p == &l3->slabs_free)
2225                         break;
2226
2227                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2228 #if DEBUG
2229                 BUG_ON(slabp->inuse);
2230 #endif
2231                 list_del(&slabp->list);
2232
2233                 l3->free_objects -= cachep->num;
2234                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2235                 slab_destroy(cachep, slabp);
2236                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2237         }
2238         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2239         return ret;
2240 }
2241
2242 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2243 {
2244         int ret = 0, i = 0;
2245         struct kmem_list3 *l3;
2246
2247         drain_cpu_caches(cachep);
2248
2249         check_irq_on();
2250         for_each_online_node(i) {
2251                 l3 = cachep->nodelists[i];
2252                 if (l3) {
2253                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2254                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2255                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2256                 }
2257         }
2258         return (ret ? 1 : 0);
2259 }
2260
2261 /**
2262  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2263  * @cachep: The cache to shrink.
2264  *
2265  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2266  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2267  */
2268 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2269 {
2270         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2271
2272         return __cache_shrink(cachep);
2273 }
2274 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2275
2276 /**
2277  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2278  * @cachep: the cache to destroy
2279  *
2280  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2281  * Returns 0 on success.
2282  *
2283  * It is expected this function will be called by a module when it is
2284  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2285  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2286  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2287  *
2288  * The cache must be empty before calling this function.
2289  *
2290  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2291  * during the kmem_cache_destroy().
2292  */
2293 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2294 {
2295         int i;
2296         struct kmem_list3 *l3;
2297
2298         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2299
2300         /* Don't let CPUs to come and go */
2301         lock_cpu_hotplug();
2302
2303         /* Find the cache in the chain of caches. */
2304         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2305         /*
2306          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2307          */
2308         list_del(&cachep->next);
2309         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2310
2311         if (__cache_shrink(cachep)) {
2312                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2313                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2314                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2315                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2316                 unlock_cpu_hotplug();
2317                 return 1;
2318         }
2319
2320         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2321                 synchronize_rcu();
2322
2323         for_each_online_cpu(i)
2324             kfree(cachep->array[i]);
2325
2326         /* NUMA: free the list3 structures */
2327         for_each_online_node(i) {
2328                 l3 = cachep->nodelists[i];
2329                 if (l3) {
2330                         kfree(l3->shared);
2331                         free_alien_cache(l3->alien);
2332                         kfree(l3);
2333                 }
2334         }
2335         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2336         unlock_cpu_hotplug();
2337         return 0;
2338 }
2339 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2340
2341 /* Get the memory for a slab management obj. */
2342 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2343                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2344                                    int nodeid)
2345 {
2346         struct slab *slabp;
2347
2348         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2349                 /* Slab management obj is off-slab. */
2350                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2351                                               local_flags, nodeid);
2352                 if (!slabp)
2353                         return NULL;
2354         } else {
2355                 slabp = objp + colour_off;
2356                 colour_off += cachep->slab_size;
2357         }
2358         slabp->inuse = 0;
2359         slabp->colouroff = colour_off;
2360         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2361         slabp->nodeid = nodeid;
2362         return slabp;
2363 }
2364
2365 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2366 {
2367         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2368 }
2369
2370 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2371                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2372 {
2373         int i;
2374
2375         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2376                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2377 #if DEBUG
2378                 /* need to poison the objs? */
2379                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2380                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2381                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2382                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2383
2384                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2385                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2386                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2387                 }
2388                 /*
2389                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2390                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2391                  * They must also be threaded.
2392                  */
2393                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2394                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2395                                      ctor_flags);
2396
2397                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2398                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2399                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2400                                            " end of an object");
2401                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2402                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2403                                            " start of an object");
2404                 }
2405                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2406                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2407                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2408                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2409 #else
2410                 if (cachep->ctor)
2411                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2412 #endif
2413                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2414         }
2415         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2416         slabp->free = 0;
2417 }
2418
2419 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2420 {
2421         if (flags & SLAB_DMA)
2422                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2423         else
2424                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2425 }
2426
2427 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2428                                 int nodeid)
2429 {
2430         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2431         kmem_bufctl_t next;
2432
2433         slabp->inuse++;
2434         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2435 #if DEBUG
2436         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2437         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2438 #endif
2439         slabp->free = next;
2440
2441         return objp;
2442 }
2443
2444 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2445                                 void *objp, int nodeid)
2446 {
2447         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2448
2449 #if DEBUG
2450         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2451         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2452
2453         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2454                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2455                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2456                 BUG();
2457         }
2458 #endif
2459         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2460         slabp->free = objnr;
2461         slabp->inuse--;
2462 }
2463
2464 static void set_slab_attr(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2465                         void *objp)
2466 {
2467         int i;
2468         struct page *page;
2469
2470         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2471         page = virt_to_page(objp);
2472
2473         i = 1;
2474         if (likely(!PageCompound(page)))
2475                 i <<= cachep->gfporder;
2476         do {
2477                 page_set_cache(page, cachep);
2478                 page_set_slab(page, slabp);
2479                 page++;
2480         } while (--i);
2481 }
2482
2483 /*
2484  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2485  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2486  */
2487 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2488 {
2489         struct slab *slabp;
2490         void *objp;
2491         size_t offset;
2492         gfp_t local_flags;
2493         unsigned long ctor_flags;
2494         struct kmem_list3 *l3;
2495
2496         /*
2497          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2498          * critical path in kmem_cache_alloc().
2499          */
2500         BUG_ON(flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW));
2501         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2502                 return 0;
2503
2504         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2505         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2506         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2507                 /*
2508                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2509                  * this - it might need to know...
2510                  */
2511                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2512
2513         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2514         check_irq_off();
2515         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2516         spin_lock(&l3->list_lock);
2517
2518         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2519         offset = l3->colour_next;
2520         l3->colour_next++;
2521         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2522                 l3->colour_next = 0;
2523         spin_unlock(&l3->list_lock);
2524
2525         offset *= cachep->colour_off;
2526
2527         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2528                 local_irq_enable();
2529
2530         /*
2531          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2532          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2533          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2534          * will eventually be caught here (where it matters).
2535          */
2536         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2537
2538         /*
2539          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2540          * 'nodeid'.
2541          */
2542         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2543         if (!objp)
2544                 goto failed;
2545
2546         /* Get slab management. */
2547         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags, nodeid);
2548         if (!slabp)
2549                 goto opps1;
2550
2551         slabp->nodeid = nodeid;
2552         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2553
2554         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2555
2556         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2557                 local_irq_disable();
2558         check_irq_off();
2559         spin_lock(&l3->list_lock);
2560
2561         /* Make slab active. */
2562         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2563         STATS_INC_GROWN(cachep);
2564         l3->free_objects += cachep->num;
2565         spin_unlock(&l3->list_lock);
2566         return 1;
2567 opps1:
2568         kmem_freepages(cachep, objp);
2569 failed:
2570         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2571                 local_irq_disable();
2572         return 0;
2573 }
2574
2575 #if DEBUG
2576
2577 /*
2578  * Perform extra freeing checks:
2579  * - detect bad pointers.
2580  * - POISON/RED_ZONE checking
2581  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2582  */
2583 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2584 {
2585         struct page *page;
2586
2587         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2588                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2589                        (unsigned long)objp);
2590                 BUG();
2591         }
2592         page = virt_to_page(objp);
2593         if (!PageSlab(page)) {
2594                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2595                        (unsigned long)objp);
2596                 BUG();
2597         }
2598 }
2599
2600 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2601                                    void *caller)
2602 {
2603         struct page *page;
2604         unsigned int objnr;
2605         struct slab *slabp;
2606
2607         objp -= obj_offset(cachep);
2608         kfree_debugcheck(objp);
2609         page = virt_to_page(objp);
2610
2611         if (page_get_cache(page) != cachep) {
2612                 printk(KERN_ERR "mismatch in kmem_cache_free: expected "
2613                                 "cache %p, got %p\n",
2614                        page_get_cache(page), cachep);
2615                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2616                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", page_get_cache(page),
2617                        page_get_cache(page)->name);
2618                 WARN_ON(1);
2619         }
2620         slabp = page_get_slab(page);
2621
2622         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2623                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE ||
2624                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2625                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2626                                                 " object was overwritten");
2627                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, "
2628                                         "redzone 2:0x%lx.\n",
2629                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2630                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2631                 }
2632                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2633                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2634         }
2635         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2636                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2637
2638         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2639
2640         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2641         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2642
2643         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2644                 /*
2645                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2646                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2647                  * the cache-lock held.
2648                  */
2649                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2650                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2651         }
2652         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2653                 /* we want to cache poison the object,
2654                  * call the destruction callback
2655                  */
2656                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2657         }
2658 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2659         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2660 #endif
2661         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2662 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2663                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2664                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2665                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2666                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2667                 } else {
2668                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2669                 }
2670 #else
2671                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2672 #endif
2673         }
2674         return objp;
2675 }
2676
2677 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2678 {
2679         kmem_bufctl_t i;
2680         int entries = 0;
2681
2682         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2683         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2684                 entries++;
2685                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2686                         goto bad;
2687         }
2688         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2689 bad:
2690                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2691                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2692                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2693                 for (i = 0;
2694                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2695                      i++) {
2696                         if (i % 16 == 0)
2697                                 printk("\n%03x:", i);
2698                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2699                 }
2700                 printk("\n");
2701                 BUG();
2702         }
2703 }
2704 #else
2705 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2706 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2707 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2708 #endif
2709
2710 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2711 {
2712         int batchcount;
2713         struct kmem_list3 *l3;
2714         struct array_cache *ac;
2715
2716         check_irq_off();
2717         ac = cpu_cache_get(cachep);
2718 retry:
2719         batchcount = ac->batchcount;
2720         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2721                 /*
2722                  * If there was little recent activity on this cache, then
2723                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2724                  * refill bouncing.
2725                  */
2726                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2727         }
2728         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2729
2730         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2731         spin_lock(&l3->list_lock);
2732
2733         /* See if we can refill from the shared array */
2734         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2735                 goto alloc_done;
2736
2737         while (batchcount > 0) {
2738                 struct list_head *entry;
2739                 struct slab *slabp;
2740                 /* Get slab alloc is to come from. */
2741                 entry = l3->slabs_partial.next;
2742                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2743                         l3->free_touched = 1;
2744                         entry = l3->slabs_free.next;
2745                         if (entry == &l3->slabs_free)
2746                                 goto must_grow;
2747                 }
2748
2749                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2750                 check_slabp(cachep, slabp);
2751                 check_spinlock_acquired(cachep);
2752                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2753                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2754                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2755                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2756
2757                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2758                                                             numa_node_id());
2759                 }
2760                 check_slabp(cachep, slabp);
2761
2762                 /* move slabp to correct slabp list: */
2763                 list_del(&slabp->list);
2764                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2765                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2766                 else
2767                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2768         }
2769
2770 must_grow:
2771         l3->free_objects -= ac->avail;
2772 alloc_done:
2773         spin_unlock(&l3->list_lock);
2774
2775         if (unlikely(!ac->avail)) {
2776                 int x;
2777                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2778
2779                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2780                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2781                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2782                         return NULL;
2783
2784                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2785                         goto retry;
2786         }
2787         ac->touched = 1;
2788         return ac->entry[--ac->avail];
2789 }
2790
2791 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2792                                                 gfp_t flags)
2793 {
2794         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2795 #if DEBUG
2796         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2797 #endif
2798 }
2799
2800 #if DEBUG
2801 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2802                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
2803 {
2804         if (!objp)
2805                 return objp;
2806         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2807 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2808                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2809                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2810                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2811                 else
2812                         check_poison_obj(cachep, objp);
2813 #else
2814                 check_poison_obj(cachep, objp);
2815 #endif
2816                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2817         }
2818         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2819                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2820
2821         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2822                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2823                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2824                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2825                                                 " object was overwritten");
2826                         printk(KERN_ERR
2827                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
2828                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2829                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2830                 }
2831                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2832                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2833         }
2834 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2835         {
2836                 struct slab *slabp;
2837                 unsigned objnr;
2838
2839                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
2840                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2841                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
2842         }
2843 #endif
2844         objp += obj_offset(cachep);
2845         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2846                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2847
2848                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2849                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2850
2851                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2852         }
2853         return objp;
2854 }
2855 #else
2856 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2857 #endif
2858
2859 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2860 {
2861         void *objp;
2862         struct array_cache *ac;
2863
2864 #ifdef CONFIG_NUMA
2865         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
2866                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
2867                 if (objp != NULL)
2868                         return objp;
2869         }
2870 #endif
2871
2872         check_irq_off();
2873         ac = cpu_cache_get(cachep);
2874         if (likely(ac->avail)) {
2875                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2876                 ac->touched = 1;
2877                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2878         } else {
2879                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2880                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2881         }
2882         return objp;
2883 }
2884
2885 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
2886                                                 gfp_t flags, void *caller)
2887 {
2888         unsigned long save_flags;
2889         void *objp;
2890
2891         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2892
2893         local_irq_save(save_flags);
2894         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2895         local_irq_restore(save_flags);
2896         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2897                                             caller);
2898         prefetchw(objp);
2899         return objp;
2900 }
2901
2902 #ifdef CONFIG_NUMA
2903 /*
2904  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
2905  *
2906  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2907  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2908  */
2909 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2910 {
2911         int nid_alloc, nid_here;
2912
2913         if (in_interrupt())
2914                 return NULL;
2915         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
2916         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
2917                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
2918         else if (current->mempolicy)
2919                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
2920         if (nid_alloc != nid_here)
2921                 return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
2922         return NULL;
2923 }
2924
2925 /*
2926  * A interface to enable slab creation on nodeid
2927  */
2928 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2929                                 int nodeid)
2930 {
2931         struct list_head *entry;
2932         struct slab *slabp;
2933         struct kmem_list3 *l3;
2934         void *obj;
2935         int x;
2936
2937         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2938         BUG_ON(!l3);
2939
2940 retry:
2941         check_irq_off();
2942         spin_lock(&l3->list_lock);
2943         entry = l3->slabs_partial.next;
2944         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2945                 l3->free_touched = 1;
2946                 entry = l3->slabs_free.next;
2947                 if (entry == &l3->slabs_free)
2948                         goto must_grow;
2949         }
2950
2951         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2952         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2953         check_slabp(cachep, slabp);
2954
2955         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2956         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2957         STATS_SET_HIGH(cachep);
2958
2959         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
2960
2961         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
2962         check_slabp(cachep, slabp);
2963         l3->free_objects--;
2964         /* move slabp to correct slabp list: */
2965         list_del(&slabp->list);
2966
2967         if (slabp->free == BUFCTL_END)
2968                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2969         else
2970                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2971
2972         spin_unlock(&l3->list_lock);
2973         goto done;
2974
2975 must_grow:
2976         spin_unlock(&l3->list_lock);
2977         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
2978
2979         if (!x)
2980                 return NULL;
2981
2982         goto retry;
2983 done:
2984         return obj;
2985 }
2986 #endif
2987
2988 /*
2989  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
2990  */
2991 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
2992                        int node)
2993 {
2994         int i;
2995         struct kmem_list3 *l3;
2996
2997         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2998                 void *objp = objpp[i];
2999                 struct slab *slabp;
3000
3001                 slabp = virt_to_slab(objp);
3002                 l3 = cachep->nodelists[node];
3003                 list_del(&slabp->list);
3004                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3005                 check_slabp(cachep, slabp);
3006                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3007                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3008                 l3->free_objects++;
3009                 check_slabp(cachep, slabp);
3010
3011                 /* fixup slab chains */
3012                 if (slabp->inuse == 0) {
3013                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3014                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3015                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3016                         } else {
3017                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3018                         }
3019                 } else {
3020                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3021                          * partial list on free - maximum time for the
3022                          * other objects to be freed, too.
3023                          */
3024                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3025                 }
3026         }
3027 }
3028
3029 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3030 {
3031         int batchcount;
3032         struct kmem_list3 *l3;
3033         int node = numa_node_id();
3034
3035         batchcount = ac->batchcount;
3036 #if DEBUG
3037         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3038 #endif
3039         check_irq_off();
3040         l3 = cachep->nodelists[node];
3041         spin_lock(&l3->list_lock);
3042         if (l3->shared) {
3043                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3044                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3045                 if (max) {
3046                         if (batchcount > max)
3047                                 batchcount = max;
3048                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3049                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3050                         shared_array->avail += batchcount;
3051                         goto free_done;
3052                 }
3053         }
3054
3055         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3056 free_done:
3057 #if STATS
3058         {
3059                 int i = 0;
3060                 struct list_head *p;
3061
3062                 p = l3->slabs_free.next;
3063                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3064                         struct slab *slabp;
3065
3066                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3067                         BUG_ON(slabp->inuse);
3068
3069                         i++;
3070                         p = p->next;
3071                 }
3072                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3073         }
3074 #endif
3075         spin_unlock(&l3->list_lock);
3076         ac->avail -= batchcount;
3077         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3078 }
3079
3080 /*
3081  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3082  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3083  */
3084 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3085 {
3086         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3087
3088         check_irq_off();
3089         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3090
3091         /* Make sure we are not freeing a object from another
3092          * node to the array cache on this cpu.
3093          */
3094 #ifdef CONFIG_NUMA
3095         {
3096                 struct slab *slabp;
3097                 slabp = virt_to_slab(objp);
3098                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
3099                         struct array_cache *alien = NULL;
3100                         int nodeid = slabp->nodeid;
3101                         struct kmem_list3 *l3;
3102
3103                         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
3104                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
3105                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
3106                                 alien = l3->alien[nodeid];
3107                                 spin_lock(&alien->lock);
3108                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
3109                                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
3110                                         __drain_alien_cache(cachep,
3111                                                             alien, nodeid);
3112                                 }
3113                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
3114                                 spin_unlock(&alien->lock);
3115                         } else {
3116                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3117                                           list_lock);
3118                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
3119                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3120                                             list_lock);
3121                         }
3122                         return;
3123                 }
3124         }
3125 #endif
3126         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3127                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3128                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3129                 return;
3130         } else {
3131                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3132                 cache_flusharray(cachep, ac);
3133                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3134         }
3135 }
3136
3137 /**
3138  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3139  * @cachep: The cache to allocate from.
3140  * @flags: See kmalloc().
3141  *
3142  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3143  * if the cache has no available objects.
3144  */
3145 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3146 {
3147         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3148 }
3149 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3150
3151 /**
3152  * kmem_cache_alloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3153  * @cache: The cache to allocate from.
3154  * @flags: See kmalloc().
3155  *
3156  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3157  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3158  */
3159 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3160 {
3161         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3162         if (ret)
3163                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3164         return ret;
3165 }
3166 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3167
3168 /**
3169  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3170  *      be a slab entry.
3171  * @cachep: the cache we're checking against
3172  * @ptr: pointer to validate
3173  *
3174  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3175  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3176  * part of the slab cache in question, but it at least
3177  * validates that the pointer can be dereferenced and
3178  * looks half-way sane.
3179  *
3180  * Currently only used for dentry validation.
3181  */
3182 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3183 {
3184         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3185         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3186         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3187         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3188         struct page *page;
3189
3190         if (unlikely(addr < min_addr))
3191                 goto out;
3192         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3193                 goto out;
3194         if (unlikely(addr & align_mask))
3195                 goto out;
3196         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3197                 goto out;
3198         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3199                 goto out;
3200         page = virt_to_page(ptr);
3201         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3202                 goto out;
3203         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3204                 goto out;
3205         return 1;
3206 out:
3207         return 0;
3208 }
3209
3210 #ifdef CONFIG_NUMA
3211 /**
3212  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3213  * @cachep: The cache to allocate from.
3214  * @flags: See kmalloc().
3215  * @nodeid: node number of the target node.
3216  *
3217  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3218  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3219  * can improve the performance for cpu bound structures.
3220  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3221  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3222  */
3223 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3224 {
3225         unsigned long save_flags;
3226         void *ptr;
3227
3228         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3229         local_irq_save(save_flags);
3230
3231         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3232                         !cachep->nodelists[nodeid])
3233                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3234         else
3235                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3236         local_irq_restore(save_flags);
3237
3238         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3239                                            __builtin_return_address(0));
3240
3241         return ptr;
3242 }
3243 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3244
3245 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3246 {
3247         struct kmem_cache *cachep;
3248
3249         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3250         if (unlikely(cachep == NULL))
3251                 return NULL;
3252         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3253 }
3254 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3255 #endif
3256
3257 /**
3258  * kmalloc - allocate memory
3259  * @size: how many bytes of memory are required.
3260  * @flags: the type of memory to allocate.
3261  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3262  *
3263  * kmalloc is the normal method of allocating memory
3264  * in the kernel.
3265  *
3266  * The @flags argument may be one of:
3267  *
3268  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
3269  *
3270  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
3271  *
3272  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
3273  *
3274  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
3275  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
3276  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
3277  * from the first 16MB.
3278  */
3279 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3280                                           void *caller)
3281 {
3282         struct kmem_cache *cachep;
3283
3284         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3285          * __ with kmem_.
3286          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3287          * functions.
3288          */
3289         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3290         if (unlikely(cachep == NULL))
3291                 return NULL;
3292         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3293 }
3294
3295
3296 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3297 {
3298 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3299         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3300 #else
3301         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3302 #endif
3303 }
3304 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3305
3306 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3307 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3308 {
3309         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3310 }
3311 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3312 #endif
3313
3314 #ifdef CONFIG_SMP
3315 /**
3316  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3317  * cpu in the system, zeroing them.
3318  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3319  *
3320  * @size: how many bytes of memory are required.
3321  */
3322 void *__alloc_percpu(size_t size)
3323 {
3324         int i;
3325         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3326
3327         if (!pdata)
3328                 return NULL;
3329
3330         /*
3331          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3332          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3333          * that we have allocated then....
3334          */
3335         for_each_possible_cpu(i) {
3336                 int node = cpu_to_node(i);
3337
3338                 if (node_online(node))
3339                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3340                 else
3341                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3342
3343                 if (!pdata->ptrs[i])
3344                         goto unwind_oom;
3345                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3346         }
3347
3348         /* Catch derefs w/o wrappers */
3349         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3350
3351 unwind_oom:
3352         while (--i >= 0) {
3353                 if (!cpu_possible(i))
3354                         continue;
3355                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3356         }
3357         kfree(pdata);
3358         return NULL;
3359 }
3360 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3361 #endif
3362
3363 /**
3364  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3365  * @cachep: The cache the allocation was from.
3366  * @objp: The previously allocated object.
3367  *
3368  * Free an object which was previously allocated from this
3369  * cache.
3370  */
3371 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3372 {
3373         unsigned long flags;
3374
3375         local_irq_save(flags);
3376         __cache_free(cachep, objp);
3377         local_irq_restore(flags);
3378 }
3379 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3380
3381 /**
3382  * kfree - free previously allocated memory
3383  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3384  *
3385  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3386  *
3387  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3388  * or you will run into trouble.
3389  */
3390 void kfree(const void *objp)
3391 {
3392         struct kmem_cache *c;
3393         unsigned long flags;
3394
3395         if (unlikely(!objp))
3396                 return;
3397         local_irq_save(flags);
3398         kfree_debugcheck(objp);
3399         c = virt_to_cache(objp);
3400         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3401         __cache_free(c, (void *)objp);
3402         local_irq_restore(flags);
3403 }
3404 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3405
3406 #ifdef CONFIG_SMP
3407 /**
3408  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3409  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3410  *
3411  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3412  * The complemented objp is to check for that.
3413  */
3414 void free_percpu(const void *objp)
3415 {
3416         int i;
3417         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3418
3419         /*
3420          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3421          */
3422         for_each_possible_cpu(i)
3423             kfree(p->ptrs[i]);
3424         kfree(p);
3425 }
3426 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3427 #endif
3428
3429 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3430 {
3431         return obj_size(cachep);
3432 }
3433 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3434
3435 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3436 {
3437         return cachep->name;
3438 }
3439 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3440
3441 /*
3442  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3443  */
3444 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3445 {
3446         int node;
3447         struct kmem_list3 *l3;
3448         struct array_cache *new_shared;
3449         struct array_cache **new_alien;
3450
3451         for_each_online_node(node) {
3452
3453                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3454                 if (!new_alien)
3455                         goto fail;
3456
3457                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3458                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3459                                         0xbaadf00d);
3460                 if (!new_shared) {
3461                         free_alien_cache(new_alien);
3462                         goto fail;
3463                 }
3464
3465                 l3 = cachep->nodelists[node];
3466                 if (l3) {
3467                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3468
3469                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3470
3471                         if (shared)
3472                                 free_block(cachep, shared->entry,
3473                                                 shared->avail, node);
3474
3475                         l3->shared = new_shared;
3476                         if (!l3->alien) {
3477                                 l3->alien = new_alien;
3478                                 new_alien = NULL;
3479                         }
3480                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3481                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3482                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3483                         kfree(shared);
3484                         free_alien_cache(new_alien);
3485                         continue;
3486                 }
3487                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3488                 if (!l3) {
3489                         free_alien_cache(new_alien);
3490                         kfree(new_shared);
3491                         goto fail;
3492                 }
3493
3494                 kmem_list3_init(l3);
3495                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3496                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3497                 l3->shared = new_shared;
3498                 l3->alien = new_alien;
3499                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3500                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3501                 cachep->nodelists[node] = l3;
3502         }
3503         return 0;
3504
3505 fail:
3506         if (!cachep->next.next) {
3507                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3508                 node--;
3509                 while (node >= 0) {
3510                         if (cachep->nodelists[node]) {
3511                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3512
3513                                 kfree(l3->shared);
3514                                 free_alien_cache(l3->alien);
3515                                 kfree(l3);
3516                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3517                         }
3518                         node--;
3519                 }
3520         }
3521         return -ENOMEM;
3522 }
3523
3524 struct ccupdate_struct {
3525         struct kmem_cache *cachep;
3526         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3527 };
3528
3529 static void do_ccupdate_local(void *info)
3530 {
3531         struct ccupdate_struct *new = info;
3532         struct array_cache *old;
3533
3534         check_irq_off();
3535         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3536
3537         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3538         new->new[smp_processor_id()] = old;
3539 }
3540
3541 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3542 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3543                                 int batchcount, int shared)
3544 {
3545         struct ccupdate_struct new;
3546         int i, err;
3547
3548         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3549         for_each_online_cpu(i) {
3550                 new.new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3551                                                 batchcount);
3552                 if (!new.new[i]) {
3553                         for (i--; i >= 0; i--)
3554                                 kfree(new.new[i]);
3555                         return -ENOMEM;
3556                 }
3557         }
3558         new.cachep = cachep;
3559
3560         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)&new, 1, 1);
3561
3562         check_irq_on();
3563         cachep->batchcount = batchcount;
3564         cachep->limit = limit;
3565         cachep->shared = shared;
3566
3567         for_each_online_cpu(i) {
3568                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3569                 if (!ccold)
3570                         continue;
3571                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3572                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3573                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3574                 kfree(ccold);
3575         }
3576
3577         err = alloc_kmemlist(cachep);
3578         if (err) {
3579                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3580                        cachep->name, -err);
3581                 BUG();
3582         }
3583         return 0;
3584 }
3585
3586 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3587 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3588 {
3589         int err;
3590         int limit, shared;
3591
3592         /*
3593          * The head array serves three purposes:
3594          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3595          * - reduce the number of spinlock operations.
3596          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3597          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3598          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3599          * Bonwick.
3600          */
3601         if (cachep->buffer_size > 131072)
3602                 limit = 1;
3603         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3604                 limit = 8;
3605         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3606                 limit = 24;
3607         else if (cachep->buffer_size > 256)
3608                 limit = 54;
3609         else
3610                 limit = 120;
3611
3612         /*
3613          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3614          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3615          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3616          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3617          * replaces Bonwick's magazine layer.
3618          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3619          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3620          */
3621         shared = 0;
3622 #ifdef CONFIG_SMP
3623         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3624                 shared = 8;
3625 #endif
3626
3627 #if DEBUG
3628         /*
3629          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3630          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3631          */
3632         if (limit > 32)
3633                 limit = 32;
3634 #endif
3635         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3636         if (err)
3637                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3638                        cachep->name, -err);
3639 }
3640
3641 /*
3642  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3643  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3644  * if drain_array() is used on the shared array.
3645  */
3646 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3647                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3648 {
3649         int tofree;
3650
3651         if (!ac || !ac->avail)
3652                 return;
3653         if (ac->touched && !force) {
3654                 ac->touched = 0;
3655         } else {
3656                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3657                 if (ac->avail) {
3658                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3659                         if (tofree > ac->avail)
3660                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3661                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3662                         ac->avail -= tofree;
3663                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3664                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3665                 }
3666                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3667         }
3668 }
3669
3670 /**
3671  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3672  * @unused: unused parameter
3673  *
3674  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3675  * Purpose:
3676  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3677  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3678  *
3679  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3680  * again on the next iteration.
3681  */
3682 static void cache_reap(void *unused)
3683 {
3684         struct list_head *walk;
3685         struct kmem_list3 *l3;
3686         int node = numa_node_id();
3687
3688         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3689                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3690                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3691                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3692                 return;
3693         }
3694
3695         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3696                 struct kmem_cache *searchp;
3697                 struct list_head *p;
3698                 int tofree;
3699                 struct slab *slabp;
3700
3701                 searchp = list_entry(walk, struct kmem_cache, next);
3702                 check_irq_on();
3703
3704                 /*
3705                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3706                  * have established with reasonable certainty that
3707                  * we can do some work if the lock was obtained.
3708                  */
3709                 l3 = searchp->nodelists[node];
3710
3711                 reap_alien(searchp, l3);
3712
3713                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3714
3715                 /*
3716                  * These are racy checks but it does not matter
3717                  * if we skip one check or scan twice.
3718                  */
3719                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3720                         goto next;
3721
3722                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3723
3724                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3725
3726                 if (l3->free_touched) {
3727                         l3->free_touched = 0;
3728                         goto next;
3729                 }
3730
3731                 tofree = (l3->free_limit + 5 * searchp->num - 1) /
3732                                 (5 * searchp->num);
3733                 do {
3734                         /*
3735                          * Do not lock if there are no free blocks.
3736                          */
3737                         if (list_empty(&l3->slabs_free))
3738                                 break;
3739
3740                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3741                         p = l3->slabs_free.next;
3742                         if (p == &(l3->slabs_free)) {
3743                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3744                                 break;
3745                         }
3746
3747                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3748                         BUG_ON(slabp->inuse);
3749                         list_del(&slabp->list);
3750                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3751
3752                         /*
3753                          * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
3754                          * to the cache. searchp cannot disappear, we hold
3755                          * cache_chain_lock
3756                          */
3757                         l3->free_objects -= searchp->num;
3758                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3759                         slab_destroy(searchp, slabp);
3760                 } while (--tofree > 0);
3761 next:
3762                 cond_resched();
3763         }
3764         check_irq_on();
3765         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3766         next_reap_node();
3767         /* Set up the next iteration */
3768         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3769 }
3770
3771 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3772
3773 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3774 {
3775         /*
3776          * Output format version, so at least we can change it
3777          * without _too_ many complaints.
3778          */
3779 #if STATS
3780         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3781 #else
3782         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3783 #endif
3784         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3785                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3786         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3787         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3788 #if STATS
3789         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3790                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
3791         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3792 #endif
3793         seq_putc(m, '\n');
3794 }
3795
3796 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3797 {
3798         loff_t n = *pos;
3799         struct list_head *p;
3800
3801         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3802         if (!n)
3803                 print_slabinfo_header(m);
3804         p = cache_chain.next;
3805         while (n--) {
3806                 p = p->next;
3807                 if (p == &cache_chain)
3808                         return NULL;
3809         }
3810         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3811 }
3812
3813 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3814 {
3815         struct kmem_cache *cachep = p;
3816         ++*pos;
3817         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3818                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3819 }
3820
3821 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3822 {
3823         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3824 }
3825
3826 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3827 {
3828         struct kmem_cache *cachep = p;
3829         struct list_head *q;
3830         struct slab *slabp;
3831         unsigned long active_objs;
3832         unsigned long num_objs;
3833         unsigned long active_slabs = 0;
3834         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3835         const char *name;
3836         char *error = NULL;
3837         int node;
3838         struct kmem_list3 *l3;
3839
3840         active_objs = 0;
3841         num_slabs = 0;
3842         for_each_online_node(node) {
3843                 l3 = cachep->nodelists[node];
3844                 if (!l3)
3845                         continue;
3846
3847                 check_irq_on();
3848                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3849
3850                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
3851                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3852                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3853                                 error = "slabs_full accounting error";
3854                         active_objs += cachep->num;
3855                         active_slabs++;
3856                 }
3857                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
3858                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3859                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3860                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3861                         if (!slabp->inuse && !error)
3862                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3863                         active_objs += slabp->inuse;
3864                         active_slabs++;
3865                 }
3866                 list_for_each(q, &l3->slabs_free) {
3867                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3868                         if (slabp->inuse && !error)
3869                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3870                         num_slabs++;
3871                 }
3872                 free_objects += l3->free_objects;
3873                 if (l3->shared)
3874                         shared_avail += l3->shared->avail;
3875
3876                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3877         }
3878         num_slabs += active_slabs;
3879         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3880         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3881                 error = "free_objects accounting error";
3882
3883         name = cachep->name;
3884         if (error)
3885                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3886
3887         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3888                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3889                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3890         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3891                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3892         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3893                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3894 #if STATS
3895         {                       /* list3 stats */
3896                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3897                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3898                 unsigned long grown = cachep->grown;
3899                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3900                 unsigned long errors = cachep->errors;
3901                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3902                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3903                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3904                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
3905
3906                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3907                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
3908                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
3909                                 node_frees, overflows);
3910         }
3911         /* cpu stats */
3912         {
3913                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3914                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3915                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3916                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3917
3918                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3919                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3920         }
3921 #endif
3922         seq_putc(m, '\n');
3923         return 0;
3924 }
3925
3926 /*
3927  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3928  *
3929  * Output layout:
3930  * cache-name
3931  * num-active-objs
3932  * total-objs
3933  * object size
3934  * num-active-slabs
3935  * total-slabs
3936  * num-pages-per-slab
3937  * + further values on SMP and with statistics enabled
3938  */
3939
3940 struct seq_operations slabinfo_op = {
3941         .start = s_start,
3942         .next = s_next,
3943         .stop = s_stop,
3944         .show = s_show,
3945 };
3946
3947 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3948 /**
3949  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3950  * @file: unused
3951  * @buffer: user buffer
3952  * @count: data length
3953  * @ppos: unused
3954  */
3955 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3956                        size_t count, loff_t *ppos)
3957 {
3958         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3959         int limit, batchcount, shared, res;
3960         struct list_head *p;
3961
3962         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3963                 return -EINVAL;
3964         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3965                 return -EFAULT;
3966         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3967
3968         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3969         if (!tmp)
3970                 return -EINVAL;
3971         *tmp = '\0';
3972         tmp++;
3973         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3974                 return -EINVAL;
3975
3976         /* Find the cache in the chain of caches. */
3977         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3978         res = -EINVAL;
3979         list_for_each(p, &cache_chain) {
3980                 struct kmem_cache *cachep;
3981
3982                 cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3983                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3984                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
3985                                         batchcount > limit || shared < 0) {
3986                                 res = 0;
3987                         } else {
3988                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3989                                                        batchcount, shared);
3990                         }
3991                         break;
3992                 }
3993         }
3994         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3995         if (res >= 0)
3996                 res = count;
3997         return res;
3998 }
3999
4000 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4001
4002 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4003 {
4004         loff_t n = *pos;
4005         struct list_head *p;
4006
4007         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4008         p = cache_chain.next;
4009         while (n--) {
4010                 p = p->next;
4011                 if (p == &cache_chain)
4012                         return NULL;
4013         }
4014         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4015 }
4016
4017 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4018 {
4019         unsigned long *p;
4020         int l;
4021         if (!v)
4022                 return 1;
4023         l = n[1];
4024         p = n + 2;
4025         while (l) {
4026                 int i = l/2;
4027                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4028                 if (*q == v) {
4029                         q[1]++;
4030                         return 1;
4031                 }
4032                 if (*q > v) {
4033                         l = i;
4034                 } else {
4035                         p = q + 2;
4036                         l -= i + 1;
4037                 }
4038         }
4039         if (++n[1] == n[0])
4040                 return 0;
4041         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4042         p[0] = v;
4043         p[1] = 1;
4044         return 1;
4045 }
4046
4047 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4048 {
4049         void *p;
4050         int i;
4051         if (n[0] == n[1])
4052                 return;
4053         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4054                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4055                         continue;
4056                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4057                         return;
4058         }
4059 }
4060
4061 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4062 {
4063 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4064         char *modname;
4065         const char *name;
4066         unsigned long offset, size;
4067         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4068
4069         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4070
4071         if (name) {
4072                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4073                 if (modname)
4074                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4075                 return;
4076         }
4077 #endif
4078         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4079 }
4080
4081 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4082 {
4083         struct kmem_cache *cachep = p;
4084         struct list_head *q;
4085         struct slab *slabp;
4086         struct kmem_list3 *l3;
4087         const char *name;
4088         unsigned long *n = m->private;
4089         int node;
4090         int i;
4091
4092         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4093                 return 0;
4094         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4095                 return 0;
4096
4097         /* OK, we can do it */
4098
4099         n[1] = 0;
4100
4101         for_each_online_node(node) {
4102                 l3 = cachep->nodelists[node];
4103                 if (!l3)
4104                         continue;
4105
4106                 check_irq_on();
4107                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4108
4109                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
4110                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
4111                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4112                 }
4113                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
4114                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
4115                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4116                 }
4117                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4118         }
4119         name = cachep->name;
4120         if (n[0] == n[1]) {
4121                 /* Increase the buffer size */
4122                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4123                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4124                 if (!m->private) {
4125                         /* Too bad, we are really out */
4126                         m->private = n;
4127                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4128                         return -ENOMEM;
4129                 }
4130                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4131                 kfree(n);
4132                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4133                 /* Now make sure this entry will be retried */
4134                 m->count = m->size;
4135                 return 0;
4136         }
4137         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4138                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4139                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4140                 seq_putc(m, '\n');
4141         }
4142         return 0;
4143 }
4144
4145 struct seq_operations slabstats_op = {
4146         .start = leaks_start,
4147         .next = s_next,
4148         .stop = s_stop,
4149         .show = leaks_show,
4150 };
4151 #endif
4152 #endif
4153
4154 /**
4155  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4156  * @objp: Pointer to the object
4157  *
4158  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4159  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4160  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4161  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4162  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4163  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4164  * must not be freed during the duration of the call.
4165  */
4166 unsigned int ksize(const void *objp)
4167 {
4168         if (unlikely(objp == NULL))
4169                 return 0;
4170
4171         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4172 }