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