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