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