Merge branch 'for-linus' of git://one.firstfloor.org/home/andi/git/linux-2.6
[pandora-kernel.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/uaccess.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/cacheflush.h>
113 #include        <asm/tlbflush.h>
114 #include        <asm/page.h>
115
116 /*
117  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
118  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
119  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
120  *
121  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
122  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
123  *
124  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
125  */
126
127 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
128 #define DEBUG           1
129 #define STATS           1
130 #define FORCED_DEBUG    1
131 #else
132 #define DEBUG           0
133 #define STATS           0
134 #define FORCED_DEBUG    0
135 #endif
136
137 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
138 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
139
140 #ifndef cache_line_size
141 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
142 #endif
143
144 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
145 /*
146  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
147  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
148  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
149  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
150  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
151  * Note that this flag disables some debug features.
152  */
153 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
154 #endif
155
156 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
157 /*
158  * Enforce a minimum alignment for all caches.
159  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
160  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
161  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
162  * some debug features.
163  */
164 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
165 #endif
166
167 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
168 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
169 #endif
170
171 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
172 #if DEBUG
173 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
174                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
175                          SLAB_CACHE_DMA | \
176                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
177                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
178                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
179 #else
180 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
181                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
182                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
183                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
184 #endif
185
186 /*
187  * kmem_bufctl_t:
188  *
189  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
190  * linked offsets.
191  *
192  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
193  * slab an object belongs to.
194  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
195  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
196  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
197  * that does not use off-slab slabs.
198  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
199  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
200  * to have too many per slab.
201  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
202  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
203  */
204
205 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
206 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
207 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
208 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
209 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
210
211 /*
212  * struct slab
213  *
214  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
215  * for a slab, or allocated from an general cache.
216  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
217  */
218 struct slab {
219         struct list_head list;
220         unsigned long colouroff;
221         void *s_mem;            /* including colour offset */
222         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
223         kmem_bufctl_t free;
224         unsigned short nodeid;
225 };
226
227 /*
228  * struct slab_rcu
229  *
230  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
231  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
232  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
233  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
234  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
235  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
236  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
237  *
238  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
239  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
240  *
241  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
242  */
243 struct slab_rcu {
244         struct rcu_head head;
245         struct kmem_cache *cachep;
246         void *addr;
247 };
248
249 /*
250  * struct array_cache
251  *
252  * Purpose:
253  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
254  * - reduce the number of linked list operations
255  * - reduce spinlock operations
256  *
257  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
258  * footprint.
259  *
260  */
261 struct array_cache {
262         unsigned int avail;
263         unsigned int limit;
264         unsigned int batchcount;
265         unsigned int touched;
266         spinlock_t lock;
267         void *entry[0]; /*
268                          * Must have this definition in here for the proper
269                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
270                          * the entries.
271                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
272                          */
273 };
274
275 /*
276  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
277  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
278  */
279 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
280 struct arraycache_init {
281         struct array_cache cache;
282         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
283 };
284
285 /*
286  * The slab lists for all objects.
287  */
288 struct kmem_list3 {
289         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
290         struct list_head slabs_full;
291         struct list_head slabs_free;
292         unsigned long free_objects;
293         unsigned int free_limit;
294         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
295         spinlock_t list_lock;
296         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
297         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
298         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
299         int free_touched;               /* updated without locking */
300 };
301
302 /*
303  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
304  */
305 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
306 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
307 #define CACHE_CACHE 0
308 #define SIZE_AC 1
309 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
310
311 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
312                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
313 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
314                         int node);
315 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
316 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
317
318 /*
319  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
320  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
321  */
322 static __always_inline int index_of(const size_t size)
323 {
324         extern void __bad_size(void);
325
326         if (__builtin_constant_p(size)) {
327                 int i = 0;
328
329 #define CACHE(x) \
330         if (size <=x) \
331                 return i; \
332         else \
333                 i++;
334 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
335 #undef CACHE
336                 __bad_size();
337         } else
338                 __bad_size();
339         return 0;
340 }
341
342 static int slab_early_init = 1;
343
344 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
345 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
346
347 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
348 {
349         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
350         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
352         parent->shared = NULL;
353         parent->alien = NULL;
354         parent->colour_next = 0;
355         spin_lock_init(&parent->list_lock);
356         parent->free_objects = 0;
357         parent->free_touched = 0;
358 }
359
360 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
361         do {                                                            \
362                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
363                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
364         } while (0)
365
366 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
367         do {                                                            \
368         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
369         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
371         } while (0)
372
373 /*
374  * struct kmem_cache
375  *
376  * manages a cache.
377  */
378
379 struct kmem_cache {
380 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
381         struct array_cache *array[NR_CPUS];
382 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
383         unsigned int batchcount;
384         unsigned int limit;
385         unsigned int shared;
386
387         unsigned int buffer_size;
388 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
389         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
390
391         unsigned int flags;             /* constant flags */
392         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
393
394 /* 4) cache_grow/shrink */
395         /* order of pgs per slab (2^n) */
396         unsigned int gfporder;
397
398         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
399         gfp_t gfpflags;
400
401         size_t colour;                  /* cache colouring range */
402         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
403         struct kmem_cache *slabp_cache;
404         unsigned int slab_size;
405         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
406
407         /* constructor func */
408         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
409
410         /* de-constructor func */
411         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
412
413 /* 5) cache creation/removal */
414         const char *name;
415         struct list_head next;
416
417 /* 6) statistics */
418 #if STATS
419         unsigned long num_active;
420         unsigned long num_allocations;
421         unsigned long high_mark;
422         unsigned long grown;
423         unsigned long reaped;
424         unsigned long errors;
425         unsigned long max_freeable;
426         unsigned long node_allocs;
427         unsigned long node_frees;
428         unsigned long node_overflow;
429         atomic_t allochit;
430         atomic_t allocmiss;
431         atomic_t freehit;
432         atomic_t freemiss;
433 #endif
434 #if DEBUG
435         /*
436          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
437          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
438          * object size including these internal fields, the following two
439          * variables contain the offset to the user object and its size.
440          */
441         int obj_offset;
442         int obj_size;
443 #endif
444 };
445
446 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
447 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
448
449 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
450 /*
451  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
452  * cpucache drain/refill cycles.
453  *
454  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
455  * which could lock up otherwise freeable slabs.
456  */
457 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
458 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
459
460 #if STATS
461 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
462 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
463 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
464 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
465 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
466 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
467         do {                                                            \
468                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
469                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
470         } while (0)
471 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
472 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
473 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
474 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
475 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
476         do {                                                            \
477                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
478                         (x)->max_freeable = i;                          \
479         } while (0)
480 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
481 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
482 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
483 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
484 #else
485 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
486 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
487 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
488 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
489 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
490 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
491 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
492 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
493 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
494 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
495 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
496 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
497 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
498 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
499 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
500 #endif
501
502 #if DEBUG
503
504 /*
505  * memory layout of objects:
506  * 0            : objp
507  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
508  *              the end of an object is aligned with the end of the real
509  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
510  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
511  *              redzone word.
512  * cachep->obj_offset: The real object.
513  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
514  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
515  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
516  */
517 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
518 {
519         return cachep->obj_offset;
520 }
521
522 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
523 {
524         return cachep->obj_size;
525 }
526
527 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
528 {
529         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
530         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
531 }
532
533 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
534 {
535         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
536         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
537                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
538                                          2 * BYTES_PER_WORD);
539         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
540 }
541
542 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
543 {
544         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
545         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
546 }
547
548 #else
549
550 #define obj_offset(x)                   0
551 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
552 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
553 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
554 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
555
556 #endif
557
558 /*
559  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
560  * order.
561  */
562 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
563 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
564 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
565 #elif defined(CONFIG_MMU)
566 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
567 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
568 #else
569 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
570 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
571 #endif
572
573 /*
574  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
575  */
576 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
577 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
578 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
579
580 /*
581  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
582  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
583  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
584  */
585 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
586 {
587         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
588 }
589
590 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
591 {
592         if (unlikely(PageCompound(page)))
593                 page = (struct page *)page_private(page);
594         BUG_ON(!PageSlab(page));
595         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
596 }
597
598 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
599 {
600         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
601 }
602
603 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
604 {
605         if (unlikely(PageCompound(page)))
606                 page = (struct page *)page_private(page);
607         BUG_ON(!PageSlab(page));
608         return (struct slab *)page->lru.prev;
609 }
610
611 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
612 {
613         struct page *page = virt_to_page(obj);
614         return page_get_cache(page);
615 }
616
617 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
618 {
619         struct page *page = virt_to_page(obj);
620         return page_get_slab(page);
621 }
622
623 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
624                                  unsigned int idx)
625 {
626         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
627 }
628
629 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
630                                         struct slab *slab, void *obj)
631 {
632         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
633 }
634
635 /*
636  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
637  */
638 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
639 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
640 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
641         CACHE(ULONG_MAX)
642 #undef CACHE
643 };
644 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
645
646 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
647 struct cache_names {
648         char *name;
649         char *name_dma;
650 };
651
652 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
653 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
654 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
655         {NULL,}
656 #undef CACHE
657 };
658
659 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
660     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
661 static struct arraycache_init initarray_generic =
662     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
663
664 /* internal cache of cache description objs */
665 static struct kmem_cache cache_cache = {
666         .batchcount = 1,
667         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
668         .shared = 1,
669         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
670         .name = "kmem_cache",
671 #if DEBUG
672         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
673 #endif
674 };
675
676 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
677
678 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
679
680 /*
681  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
682  * for other slabs "off slab".
683  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
684  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
685  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
686  *
687  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
688  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
689  * then comes back up during hotplug
690  */
691 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
692 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
693
694 static inline void init_lock_keys(void)
695
696 {
697         int q;
698         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
699
700         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
701                 for_each_node(q) {
702                         struct array_cache **alc;
703                         int r;
704                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
705                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
706                                 continue;
707                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
708                         alc = l3->alien;
709                         /*
710                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
711                          * should go away when common slab code is taught to
712                          * work even without alien caches.
713                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
714                          * for alloc_alien_cache,
715                          */
716                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
717                                 continue;
718                         for_each_node(r) {
719                                 if (alc[r])
720                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
721                                              &on_slab_alc_key);
722                         }
723                 }
724                 s++;
725         }
726 }
727 #else
728 static inline void init_lock_keys(void)
729 {
730 }
731 #endif
732
733 /*
734  * 1. Guard access to the cache-chain.
735  * 2. Protect sanity of cpu_online_map against cpu hotplug events
736  */
737 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
738 static struct list_head cache_chain;
739
740 /*
741  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
742  * until the general caches are up.
743  */
744 static enum {
745         NONE,
746         PARTIAL_AC,
747         PARTIAL_L3,
748         FULL
749 } g_cpucache_up;
750
751 /*
752  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
753  */
754 int slab_is_available(void)
755 {
756         return g_cpucache_up == FULL;
757 }
758
759 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
760
761 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
762 {
763         return cachep->array[smp_processor_id()];
764 }
765
766 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
767                                                         gfp_t gfpflags)
768 {
769         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
770
771 #if DEBUG
772         /* This happens if someone tries to call
773          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
774          * the generic caches are initialized.
775          */
776         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
777 #endif
778         while (size > csizep->cs_size)
779                 csizep++;
780
781         /*
782          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
783          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
784          * for large kmalloc calls required.
785          */
786         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
787                 return csizep->cs_dmacachep;
788         return csizep->cs_cachep;
789 }
790
791 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
792 {
793         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
794 }
795
796 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
797 {
798         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
799 }
800
801 /*
802  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
803  */
804 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
805                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
806                            unsigned int *num)
807 {
808         int nr_objs;
809         size_t mgmt_size;
810         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
811
812         /*
813          * The slab management structure can be either off the slab or
814          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
815          * slab is used for:
816          *
817          * - The struct slab
818          * - One kmem_bufctl_t for each object
819          * - Padding to respect alignment of @align
820          * - @buffer_size bytes for each object
821          *
822          * If the slab management structure is off the slab, then the
823          * alignment will already be calculated into the size. Because
824          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
825          * correct alignment when allocated.
826          */
827         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
828                 mgmt_size = 0;
829                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
830
831                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
832                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
833         } else {
834                 /*
835                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
836                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
837                  * least @align. In the worst case, this result will
838                  * be one greater than the number of objects that fit
839                  * into the memory allocation when taking the padding
840                  * into account.
841                  */
842                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
843                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
844
845                 /*
846                  * This calculated number will be either the right
847                  * amount, or one greater than what we want.
848                  */
849                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
850                        > slab_size)
851                         nr_objs--;
852
853                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
854                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
855
856                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
857         }
858         *num = nr_objs;
859         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
860 }
861
862 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
863
864 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
865                         char *msg)
866 {
867         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
868                function, cachep->name, msg);
869         dump_stack();
870 }
871
872 /*
873  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
874  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
875  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
876  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
877  * line
878   */
879
880 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
881 static int __init noaliencache_setup(char *s)
882 {
883         use_alien_caches = 0;
884         return 1;
885 }
886 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
887
888 #ifdef CONFIG_NUMA
889 /*
890  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
891  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
892  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
893  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
894  */
895 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
896
897 static void init_reap_node(int cpu)
898 {
899         int node;
900
901         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
902         if (node == MAX_NUMNODES)
903                 node = first_node(node_online_map);
904
905         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
906 }
907
908 static void next_reap_node(void)
909 {
910         int node = __get_cpu_var(reap_node);
911
912         /*
913          * Also drain per cpu pages on remote zones
914          */
915         if (node != numa_node_id())
916                 drain_node_pages(node);
917
918         node = next_node(node, node_online_map);
919         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
920                 node = first_node(node_online_map);
921         __get_cpu_var(reap_node) = node;
922 }
923
924 #else
925 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
926 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
927 #endif
928
929 /*
930  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
931  * via the workqueue/eventd.
932  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
933  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
934  * lock.
935  */
936 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
937 {
938         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
939
940         /*
941          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
942          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
943          * at that time.
944          */
945         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
946                 init_reap_node(cpu);
947                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
948                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
949         }
950 }
951
952 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
953                                             int batchcount)
954 {
955         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
956         struct array_cache *nc = NULL;
957
958         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
959         if (nc) {
960                 nc->avail = 0;
961                 nc->limit = entries;
962                 nc->batchcount = batchcount;
963                 nc->touched = 0;
964                 spin_lock_init(&nc->lock);
965         }
966         return nc;
967 }
968
969 /*
970  * Transfer objects in one arraycache to another.
971  * Locking must be handled by the caller.
972  *
973  * Return the number of entries transferred.
974  */
975 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
976                 struct array_cache *from, unsigned int max)
977 {
978         /* Figure out how many entries to transfer */
979         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
980
981         if (!nr)
982                 return 0;
983
984         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
985                         sizeof(void *) *nr);
986
987         from->avail -= nr;
988         to->avail += nr;
989         to->touched = 1;
990         return nr;
991 }
992
993 #ifndef CONFIG_NUMA
994
995 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
996 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
997
998 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
999 {
1000         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1001 }
1002
1003 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1004 {
1005 }
1006
1007 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1008 {
1009         return 0;
1010 }
1011
1012 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1013                 gfp_t flags)
1014 {
1015         return NULL;
1016 }
1017
1018 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1019                  gfp_t flags, int nodeid)
1020 {
1021         return NULL;
1022 }
1023
1024 #else   /* CONFIG_NUMA */
1025
1026 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1027 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1028
1029 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1030 {
1031         struct array_cache **ac_ptr;
1032         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
1033         int i;
1034
1035         if (limit > 1)
1036                 limit = 12;
1037         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1038         if (ac_ptr) {
1039                 for_each_node(i) {
1040                         if (i == node || !node_online(i)) {
1041                                 ac_ptr[i] = NULL;
1042                                 continue;
1043                         }
1044                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1045                         if (!ac_ptr[i]) {
1046                                 for (i--; i <= 0; i--)
1047                                         kfree(ac_ptr[i]);
1048                                 kfree(ac_ptr);
1049                                 return NULL;
1050                         }
1051                 }
1052         }
1053         return ac_ptr;
1054 }
1055
1056 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1057 {
1058         int i;
1059
1060         if (!ac_ptr)
1061                 return;
1062         for_each_node(i)
1063             kfree(ac_ptr[i]);
1064         kfree(ac_ptr);
1065 }
1066
1067 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1068                                 struct array_cache *ac, int node)
1069 {
1070         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1071
1072         if (ac->avail) {
1073                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1074                 /*
1075                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1076                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1077                  * into the free lists and getting them back later.
1078                  */
1079                 if (rl3->shared)
1080                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1081
1082                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1083                 ac->avail = 0;
1084                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1085         }
1086 }
1087
1088 /*
1089  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1090  */
1091 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1092 {
1093         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1094
1095         if (l3->alien) {
1096                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1097
1098                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1099                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1100                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1101                 }
1102         }
1103 }
1104
1105 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1106                                 struct array_cache **alien)
1107 {
1108         int i = 0;
1109         struct array_cache *ac;
1110         unsigned long flags;
1111
1112         for_each_online_node(i) {
1113                 ac = alien[i];
1114                 if (ac) {
1115                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1116                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1117                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1118                 }
1119         }
1120 }
1121
1122 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1123 {
1124         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1125         int nodeid = slabp->nodeid;
1126         struct kmem_list3 *l3;
1127         struct array_cache *alien = NULL;
1128         int node;
1129
1130         node = numa_node_id();
1131
1132         /*
1133          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1134          * cache on this cpu.
1135          */
1136         if (likely(slabp->nodeid == node) || unlikely(!use_alien_caches))
1137                 return 0;
1138
1139         l3 = cachep->nodelists[node];
1140         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1141         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1142                 alien = l3->alien[nodeid];
1143                 spin_lock(&alien->lock);
1144                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1145                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1146                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1147                 }
1148                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1149                 spin_unlock(&alien->lock);
1150         } else {
1151                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1152                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1153                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1154         }
1155         return 1;
1156 }
1157 #endif
1158
1159 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1160                                     unsigned long action, void *hcpu)
1161 {
1162         long cpu = (long)hcpu;
1163         struct kmem_cache *cachep;
1164         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1165         int node = cpu_to_node(cpu);
1166         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1167
1168         switch (action) {
1169         case CPU_UP_PREPARE:
1170                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1171                 /*
1172                  * We need to do this right in the beginning since
1173                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1174                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1175                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1176                  */
1177
1178                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1179                         /*
1180                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1181                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1182                          * node has not already allocated this
1183                          */
1184                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1185                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1186                                 if (!l3)
1187                                         goto bad;
1188                                 kmem_list3_init(l3);
1189                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1190                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1191
1192                                 /*
1193                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1194                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1195                                  * protection here.
1196                                  */
1197                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1198                         }
1199
1200                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1201                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1202                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1203                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1204                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1205                 }
1206
1207                 /*
1208                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1209                  * array caches
1210                  */
1211                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1212                         struct array_cache *nc;
1213                         struct array_cache *shared;
1214                         struct array_cache **alien = NULL;
1215
1216                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1217                                                 cachep->batchcount);
1218                         if (!nc)
1219                                 goto bad;
1220                         shared = alloc_arraycache(node,
1221                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1222                                         0xbaadf00d);
1223                         if (!shared)
1224                                 goto bad;
1225
1226                         if (use_alien_caches) {
1227                                 alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1228                                 if (!alien)
1229                                         goto bad;
1230                         }
1231                         cachep->array[cpu] = nc;
1232                         l3 = cachep->nodelists[node];
1233                         BUG_ON(!l3);
1234
1235                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1236                         if (!l3->shared) {
1237                                 /*
1238                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1239                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1240                                  */
1241                                 l3->shared = shared;
1242                                 shared = NULL;
1243                         }
1244 #ifdef CONFIG_NUMA
1245                         if (!l3->alien) {
1246                                 l3->alien = alien;
1247                                 alien = NULL;
1248                         }
1249 #endif
1250                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1251                         kfree(shared);
1252                         free_alien_cache(alien);
1253                 }
1254                 break;
1255         case CPU_ONLINE:
1256                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1257                 start_cpu_timer(cpu);
1258                 break;
1259 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1260         case CPU_DOWN_PREPARE:
1261                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1262                 break;
1263         case CPU_DOWN_FAILED:
1264                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1265                 break;
1266         case CPU_DEAD:
1267                 /*
1268                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1269                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1270                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1271                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1272                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1273                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1274                  */
1275                 /* fall thru */
1276 #endif
1277         case CPU_UP_CANCELED:
1278                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1279                         struct array_cache *nc;
1280                         struct array_cache *shared;
1281                         struct array_cache **alien;
1282                         cpumask_t mask;
1283
1284                         mask = node_to_cpumask(node);
1285                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1286                         nc = cachep->array[cpu];
1287                         cachep->array[cpu] = NULL;
1288                         l3 = cachep->nodelists[node];
1289
1290                         if (!l3)
1291                                 goto free_array_cache;
1292
1293                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1294
1295                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1296                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1297                         if (nc)
1298                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1299
1300                         if (!cpus_empty(mask)) {
1301                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1302                                 goto free_array_cache;
1303                         }
1304
1305                         shared = l3->shared;
1306                         if (shared) {
1307                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1308                                            l3->shared->avail, node);
1309                                 l3->shared = NULL;
1310                         }
1311
1312                         alien = l3->alien;
1313                         l3->alien = NULL;
1314
1315                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1316
1317                         kfree(shared);
1318                         if (alien) {
1319                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1320                                 free_alien_cache(alien);
1321                         }
1322 free_array_cache:
1323                         kfree(nc);
1324                 }
1325                 /*
1326                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1327                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1328                  * shrink each nodelist to its limit.
1329                  */
1330                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1331                         l3 = cachep->nodelists[node];
1332                         if (!l3)
1333                                 continue;
1334                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1335                 }
1336                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1337                 break;
1338         }
1339         return NOTIFY_OK;
1340 bad:
1341         return NOTIFY_BAD;
1342 }
1343
1344 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1345         &cpuup_callback, NULL, 0
1346 };
1347
1348 /*
1349  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1350  */
1351 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1352                         int nodeid)
1353 {
1354         struct kmem_list3 *ptr;
1355
1356         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1357         BUG_ON(!ptr);
1358
1359         local_irq_disable();
1360         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1361         /*
1362          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1363          */
1364         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1365
1366         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1367         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1368         local_irq_enable();
1369 }
1370
1371 /*
1372  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1373  * before smp_init().
1374  */
1375 void __init kmem_cache_init(void)
1376 {
1377         size_t left_over;
1378         struct cache_sizes *sizes;
1379         struct cache_names *names;
1380         int i;
1381         int order;
1382         int node;
1383
1384         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1385                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1386                 if (i < MAX_NUMNODES)
1387                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1388         }
1389
1390         /*
1391          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1392          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1393          */
1394         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1395                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1396
1397         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1398          * from caches that do not exist yet:
1399          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1400          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1401          *    cache_cache is statically allocated.
1402          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1403          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1404          *    array at the end of the bootstrap.
1405          * 2) Create the first kmalloc cache.
1406          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1407          *    An __init data area is used for the head array.
1408          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1409          *    head arrays.
1410          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1411          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1412          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1413          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1414          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1415          */
1416
1417         node = numa_node_id();
1418
1419         /* 1) create the cache_cache */
1420         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1421         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1422         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1423         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1424         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1425
1426         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1427                                         cache_line_size());
1428
1429         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1430                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1431                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1432                 if (cache_cache.num)
1433                         break;
1434         }
1435         BUG_ON(!cache_cache.num);
1436         cache_cache.gfporder = order;
1437         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1438         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1439                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1440
1441         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1442         sizes = malloc_sizes;
1443         names = cache_names;
1444
1445         /*
1446          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1447          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1448          * bug.
1449          */
1450
1451         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1452                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1453                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1454                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1455                                         NULL, NULL);
1456
1457         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1458                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1459                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1460                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1461                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1462                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1463                                 NULL, NULL);
1464         }
1465
1466         slab_early_init = 0;
1467
1468         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1469                 /*
1470                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1471                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1472                  * eliminates "false sharing".
1473                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1474                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1475                  */
1476                 if (!sizes->cs_cachep) {
1477                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1478                                         sizes->cs_size,
1479                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1480                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1481                                         NULL, NULL);
1482                 }
1483
1484                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1485                                         sizes->cs_size,
1486                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1487                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1488                                                 SLAB_PANIC,
1489                                         NULL, NULL);
1490                 sizes++;
1491                 names++;
1492         }
1493         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1494         {
1495                 struct array_cache *ptr;
1496
1497                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1498
1499                 local_irq_disable();
1500                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1501                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1502                        sizeof(struct arraycache_init));
1503                 /*
1504                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1505                  */
1506                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1507
1508                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1509                 local_irq_enable();
1510
1511                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1512
1513                 local_irq_disable();
1514                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1515                        != &initarray_generic.cache);
1516                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1517                        sizeof(struct arraycache_init));
1518                 /*
1519                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1520                  */
1521                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1522
1523                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1524                     ptr;
1525                 local_irq_enable();
1526         }
1527         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1528         {
1529                 int nid;
1530
1531                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1532                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE], node);
1533
1534                 for_each_online_node(nid) {
1535                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1536                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1537
1538                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1539                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1540                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1541                         }
1542                 }
1543         }
1544
1545         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1546         {
1547                 struct kmem_cache *cachep;
1548                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1549                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1550                         if (enable_cpucache(cachep))
1551                                 BUG();
1552                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1553         }
1554
1555         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1556         init_lock_keys();
1557
1558
1559         /* Done! */
1560         g_cpucache_up = FULL;
1561
1562         /*
1563          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1564          * cpu_cache_get for all new cpus
1565          */
1566         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1567
1568         /*
1569          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1570          * of the kernel is not yet operational.
1571          */
1572 }
1573
1574 static int __init cpucache_init(void)
1575 {
1576         int cpu;
1577
1578         /*
1579          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1580          */
1581         for_each_online_cpu(cpu)
1582                 start_cpu_timer(cpu);
1583         return 0;
1584 }
1585 __initcall(cpucache_init);
1586
1587 /*
1588  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1589  *
1590  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1591  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1592  * would be relatively rare and ignorable.
1593  */
1594 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1595 {
1596         struct page *page;
1597         int nr_pages;
1598         int i;
1599
1600 #ifndef CONFIG_MMU
1601         /*
1602          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1603          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1604          */
1605         flags |= __GFP_COMP;
1606 #endif
1607
1608         flags |= cachep->gfpflags;
1609
1610         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1611         if (!page)
1612                 return NULL;
1613
1614         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1615         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1616                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1617                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1618         else
1619                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1620                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1621         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1622                 __SetPageSlab(page + i);
1623         return page_address(page);
1624 }
1625
1626 /*
1627  * Interface to system's page release.
1628  */
1629 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1630 {
1631         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1632         struct page *page = virt_to_page(addr);
1633         const unsigned long nr_freed = i;
1634
1635         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1636                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1637                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1638         else
1639                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1640                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1641         while (i--) {
1642                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1643                 __ClearPageSlab(page);
1644                 page++;
1645         }
1646         if (current->reclaim_state)
1647                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1648         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1649 }
1650
1651 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1652 {
1653         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1654         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1655
1656         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1657         if (OFF_SLAB(cachep))
1658                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1659 }
1660
1661 #if DEBUG
1662
1663 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1664 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1665                             unsigned long caller)
1666 {
1667         int size = obj_size(cachep);
1668
1669         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1670
1671         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1672                 return;
1673
1674         *addr++ = 0x12345678;
1675         *addr++ = caller;
1676         *addr++ = smp_processor_id();
1677         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1678         {
1679                 unsigned long *sptr = &caller;
1680                 unsigned long svalue;
1681
1682                 while (!kstack_end(sptr)) {
1683                         svalue = *sptr++;
1684                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1685                                 *addr++ = svalue;
1686                                 size -= sizeof(unsigned long);
1687                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1688                                         break;
1689                         }
1690                 }
1691
1692         }
1693         *addr++ = 0x87654321;
1694 }
1695 #endif
1696
1697 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1698 {
1699         int size = obj_size(cachep);
1700         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1701
1702         memset(addr, val, size);
1703         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1704 }
1705
1706 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1707 {
1708         int i;
1709         unsigned char error = 0;
1710         int bad_count = 0;
1711
1712         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1713         for (i = 0; i < limit; i++) {
1714                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1715                         error = data[offset + i];
1716                         bad_count++;
1717                 }
1718                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1719         }
1720         printk("\n");
1721
1722         if (bad_count == 1) {
1723                 error ^= POISON_FREE;
1724                 if (!(error & (error - 1))) {
1725                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1726                                         "bad RAM.\n");
1727 #ifdef CONFIG_X86
1728                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1729                                         "test tool.\n");
1730 #else
1731                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1732 #endif
1733                 }
1734         }
1735 }
1736 #endif
1737
1738 #if DEBUG
1739
1740 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1741 {
1742         int i, size;
1743         char *realobj;
1744
1745         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1746                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1747                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1748                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1749         }
1750
1751         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1752                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1753                         *dbg_userword(cachep, objp));
1754                 print_symbol("(%s)",
1755                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1756                 printk("\n");
1757         }
1758         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1759         size = obj_size(cachep);
1760         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1761                 int limit;
1762                 limit = 16;
1763                 if (i + limit > size)
1764                         limit = size - i;
1765                 dump_line(realobj, i, limit);
1766         }
1767 }
1768
1769 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1770 {
1771         char *realobj;
1772         int size, i;
1773         int lines = 0;
1774
1775         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1776         size = obj_size(cachep);
1777
1778         for (i = 0; i < size; i++) {
1779                 char exp = POISON_FREE;
1780                 if (i == size - 1)
1781                         exp = POISON_END;
1782                 if (realobj[i] != exp) {
1783                         int limit;
1784                         /* Mismatch ! */
1785                         /* Print header */
1786                         if (lines == 0) {
1787                                 printk(KERN_ERR
1788                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1789                                         realobj, size);
1790                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1791                         }
1792                         /* Hexdump the affected line */
1793                         i = (i / 16) * 16;
1794                         limit = 16;
1795                         if (i + limit > size)
1796                                 limit = size - i;
1797                         dump_line(realobj, i, limit);
1798                         i += 16;
1799                         lines++;
1800                         /* Limit to 5 lines */
1801                         if (lines > 5)
1802                                 break;
1803                 }
1804         }
1805         if (lines != 0) {
1806                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1807                  * exist:
1808                  */
1809                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1810                 unsigned int objnr;
1811
1812                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1813                 if (objnr) {
1814                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1815                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1816                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1817                                realobj, size);
1818                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1819                 }
1820                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1821                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1822                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1823                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1824                                realobj, size);
1825                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1826                 }
1827         }
1828 }
1829 #endif
1830
1831 #if DEBUG
1832 /**
1833  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1834  * @cachep: cache pointer being destroyed
1835  * @slabp: slab pointer being destroyed
1836  *
1837  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1838  * destroyed.
1839  */
1840 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1841 {
1842         int i;
1843         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1844                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1845
1846                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1847 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1848                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1849                                         OFF_SLAB(cachep))
1850                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1851                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1852                         else
1853                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1854 #else
1855                         check_poison_obj(cachep, objp);
1856 #endif
1857                 }
1858                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1859                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1860                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1861                                            "was overwritten");
1862                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1863                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1864                                            "was overwritten");
1865                 }
1866                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1867                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1868         }
1869 }
1870 #else
1871 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1872 {
1873         if (cachep->dtor) {
1874                 int i;
1875                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1876                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1877                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1878                 }
1879         }
1880 }
1881 #endif
1882
1883 /**
1884  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1885  * @cachep: cache pointer being destroyed
1886  * @slabp: slab pointer being destroyed
1887  *
1888  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1889  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1890  * cache-lock is not held/needed.
1891  */
1892 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1893 {
1894         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1895
1896         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1897         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1898                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1899
1900                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1901                 slab_rcu->cachep = cachep;
1902                 slab_rcu->addr = addr;
1903                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1904         } else {
1905                 kmem_freepages(cachep, addr);
1906                 if (OFF_SLAB(cachep))
1907                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1908         }
1909 }
1910
1911 /*
1912  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1913  * size of kmem_list3.
1914  */
1915 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1916 {
1917         int node;
1918
1919         for_each_online_node(node) {
1920                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1921                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1922                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1923                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1924         }
1925 }
1926
1927 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1928 {
1929         int i;
1930         struct kmem_list3 *l3;
1931
1932         for_each_online_cpu(i)
1933             kfree(cachep->array[i]);
1934
1935         /* NUMA: free the list3 structures */
1936         for_each_online_node(i) {
1937                 l3 = cachep->nodelists[i];
1938                 if (l3) {
1939                         kfree(l3->shared);
1940                         free_alien_cache(l3->alien);
1941                         kfree(l3);
1942                 }
1943         }
1944         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1945 }
1946
1947
1948 /**
1949  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1950  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1951  * @size: size of objects to be created in this cache.
1952  * @align: required alignment for the objects.
1953  * @flags: slab allocation flags
1954  *
1955  * Also calculates the number of objects per slab.
1956  *
1957  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1958  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1959  * towards high-order requests, this should be changed.
1960  */
1961 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1962                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1963 {
1964         unsigned long offslab_limit;
1965         size_t left_over = 0;
1966         int gfporder;
1967
1968         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1969                 unsigned int num;
1970                 size_t remainder;
1971
1972                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1973                 if (!num)
1974                         continue;
1975
1976                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1977                         /*
1978                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1979                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1980                          * looping condition in cache_grow().
1981                          */
1982                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1983                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1984
1985                         if (num > offslab_limit)
1986                                 break;
1987                 }
1988
1989                 /* Found something acceptable - save it away */
1990                 cachep->num = num;
1991                 cachep->gfporder = gfporder;
1992                 left_over = remainder;
1993
1994                 /*
1995                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1996                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1997                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1998                  */
1999                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2000                         break;
2001
2002                 /*
2003                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2004                  * currently bad for the gfp()s.
2005                  */
2006                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2007                         break;
2008
2009                 /*
2010                  * Acceptable internal fragmentation?
2011                  */
2012                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2013                         break;
2014         }
2015         return left_over;
2016 }
2017
2018 static int setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2019 {
2020         if (g_cpucache_up == FULL)
2021                 return enable_cpucache(cachep);
2022
2023         if (g_cpucache_up == NONE) {
2024                 /*
2025                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2026                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2027                  * further caches will BUG().
2028                  */
2029                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2030
2031                 /*
2032                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2033                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2034                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2035                  */
2036                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2037                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2038                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2039                 else
2040                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2041         } else {
2042                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2043                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2044
2045                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2046                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2047                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2048                 } else {
2049                         int node;
2050                         for_each_online_node(node) {
2051                                 cachep->nodelists[node] =
2052                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2053                                                 GFP_KERNEL, node);
2054                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2055                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2056                         }
2057                 }
2058         }
2059         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2060                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2061                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2062
2063         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2064         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2065         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2066         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2067         cachep->batchcount = 1;
2068         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2069         return 0;
2070 }
2071
2072 /**
2073  * kmem_cache_create - Create a cache.
2074  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2075  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2076  * @align: The required alignment for the objects.
2077  * @flags: SLAB flags
2078  * @ctor: A constructor for the objects.
2079  * @dtor: A destructor for the objects.
2080  *
2081  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2082  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2083  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2084  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2085  *
2086  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2087  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2088  *
2089  * The flags are
2090  *
2091  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2092  * to catch references to uninitialised memory.
2093  *
2094  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2095  * for buffer overruns.
2096  *
2097  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2098  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2099  * as davem.
2100  */
2101 struct kmem_cache *
2102 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2103         unsigned long flags,
2104         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2105         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2106 {
2107         size_t left_over, slab_size, ralign;
2108         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2109
2110         /*
2111          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2112          */
2113         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2114             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
2115                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2116                                 name);
2117                 BUG();
2118         }
2119
2120         /*
2121          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2122          * cpu_online_map as well.  Please see cpuup_callback
2123          */
2124         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2125
2126         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2127                 char tmp;
2128                 int res;
2129
2130                 /*
2131                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2132                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2133                  * area of the module.  Print a warning.
2134                  */
2135                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2136                 if (res) {
2137                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2138                                pc->buffer_size);
2139                         continue;
2140                 }
2141
2142                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2143                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2144                         dump_stack();
2145                         goto oops;
2146                 }
2147         }
2148
2149 #if DEBUG
2150         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2151         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
2152                 /* No constructor, but inital state check requested */
2153                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
2154                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
2155                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
2156         }
2157 #if FORCED_DEBUG
2158         /*
2159          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2160          * large objects, if the increased size would increase the object size
2161          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2162          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2163          */
2164         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2165                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2166         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2167                 flags |= SLAB_POISON;
2168 #endif
2169         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2170                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2171 #endif
2172         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2173                 BUG_ON(dtor);
2174
2175         /*
2176          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2177          * isn't available.
2178          */
2179         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2180
2181         /*
2182          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2183          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2184          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2185          */
2186         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2187                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2188                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2189         }
2190
2191         /* calculate the final buffer alignment: */
2192
2193         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2194         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2195                 /*
2196                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2197                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2198                  * one cacheline.
2199                  */
2200                 ralign = cache_line_size();
2201                 while (size <= ralign / 2)
2202                         ralign /= 2;
2203         } else {
2204                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2205         }
2206
2207         /*
2208          * Redzoning and user store require word alignment. Note this will be
2209          * overridden by architecture or caller mandated alignment if either
2210          * is greater than BYTES_PER_WORD.
2211          */
2212         if (flags & SLAB_RED_ZONE || flags & SLAB_STORE_USER)
2213                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2214
2215         /* 2) arch mandated alignment */
2216         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2217                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2218         }
2219         /* 3) caller mandated alignment */
2220         if (ralign < align) {
2221                 ralign = align;
2222         }
2223         /* disable debug if necessary */
2224         if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2225                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2226         /*
2227          * 4) Store it.
2228          */
2229         align = ralign;
2230
2231         /* Get cache's description obj. */
2232         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, GFP_KERNEL);
2233         if (!cachep)
2234                 goto oops;
2235
2236 #if DEBUG
2237         cachep->obj_size = size;
2238
2239         /*
2240          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2241          * into align above.
2242          */
2243         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2244                 /* add space for red zone words */
2245                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2246                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2247         }
2248         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2249                 /* user store requires one word storage behind the end of
2250                  * the real object.
2251                  */
2252                 size += BYTES_PER_WORD;
2253         }
2254 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2255         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2256             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2257                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2258                 size = PAGE_SIZE;
2259         }
2260 #endif
2261 #endif
2262
2263         /*
2264          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2265          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2266          * it too early on.)
2267          */
2268         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2269                 /*
2270                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2271                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2272                  */
2273                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2274
2275         size = ALIGN(size, align);
2276
2277         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2278
2279         if (!cachep->num) {
2280                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2281                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2282                 cachep = NULL;
2283                 goto oops;
2284         }
2285         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2286                           + sizeof(struct slab), align);
2287
2288         /*
2289          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2290          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2291          */
2292         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2293                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2294                 left_over -= slab_size;
2295         }
2296
2297         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2298                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2299                 slab_size =
2300                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2301         }
2302
2303         cachep->colour_off = cache_line_size();
2304         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2305         if (cachep->colour_off < align)
2306                 cachep->colour_off = align;
2307         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2308         cachep->slab_size = slab_size;
2309         cachep->flags = flags;
2310         cachep->gfpflags = 0;
2311         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2312                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2313         cachep->buffer_size = size;
2314
2315         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2316                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2317                 /*
2318                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2319                  * But since we go off slab only for object size greater than
2320                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2321                  * this should not happen at all.
2322                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2323                  */
2324                 BUG_ON(!cachep->slabp_cache);
2325         }
2326         cachep->ctor = ctor;
2327         cachep->dtor = dtor;
2328         cachep->name = name;
2329
2330         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2331                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2332                 cachep = NULL;
2333                 goto oops;
2334         }
2335
2336         /* cache setup completed, link it into the list */
2337         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2338 oops:
2339         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2340                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2341                       name);
2342         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2343         return cachep;
2344 }
2345 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2346
2347 #if DEBUG
2348 static void check_irq_off(void)
2349 {
2350         BUG_ON(!irqs_disabled());
2351 }
2352
2353 static void check_irq_on(void)
2354 {
2355         BUG_ON(irqs_disabled());
2356 }
2357
2358 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2359 {
2360 #ifdef CONFIG_SMP
2361         check_irq_off();
2362         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2363 #endif
2364 }
2365
2366 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2367 {
2368 #ifdef CONFIG_SMP
2369         check_irq_off();
2370         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2371 #endif
2372 }
2373
2374 #else
2375 #define check_irq_off() do { } while(0)
2376 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2377 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2378 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2379 #endif
2380
2381 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2382                         struct array_cache *ac,
2383                         int force, int node);
2384
2385 static void do_drain(void *arg)
2386 {
2387         struct kmem_cache *cachep = arg;
2388         struct array_cache *ac;
2389         int node = numa_node_id();
2390
2391         check_irq_off();
2392         ac = cpu_cache_get(cachep);
2393         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2394         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2395         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2396         ac->avail = 0;
2397 }
2398
2399 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2400 {
2401         struct kmem_list3 *l3;
2402         int node;
2403
2404         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2405         check_irq_on();
2406         for_each_online_node(node) {
2407                 l3 = cachep->nodelists[node];
2408                 if (l3 && l3->alien)
2409                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2410         }
2411
2412         for_each_online_node(node) {
2413                 l3 = cachep->nodelists[node];
2414                 if (l3)
2415                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2416         }
2417 }
2418
2419 /*
2420  * Remove slabs from the list of free slabs.
2421  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2422  *
2423  * Returns the actual number of slabs released.
2424  */
2425 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2426                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2427 {
2428         struct list_head *p;
2429         int nr_freed;
2430         struct slab *slabp;
2431
2432         nr_freed = 0;
2433         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2434
2435                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2436                 p = l3->slabs_free.prev;
2437                 if (p == &l3->slabs_free) {
2438                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2439                         goto out;
2440                 }
2441
2442                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2443 #if DEBUG
2444                 BUG_ON(slabp->inuse);
2445 #endif
2446                 list_del(&slabp->list);
2447                 /*
2448                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2449                  * to the cache.
2450                  */
2451                 l3->free_objects -= cache->num;
2452                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2453                 slab_destroy(cache, slabp);
2454                 nr_freed++;
2455         }
2456 out:
2457         return nr_freed;
2458 }
2459
2460 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2461 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2462 {
2463         int ret = 0, i = 0;
2464         struct kmem_list3 *l3;
2465
2466         drain_cpu_caches(cachep);
2467
2468         check_irq_on();
2469         for_each_online_node(i) {
2470                 l3 = cachep->nodelists[i];
2471                 if (!l3)
2472                         continue;
2473
2474                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2475
2476                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2477                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2478         }
2479         return (ret ? 1 : 0);
2480 }
2481
2482 /**
2483  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2484  * @cachep: The cache to shrink.
2485  *
2486  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2487  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2488  */
2489 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2490 {
2491         int ret;
2492         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2493
2494         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2495         ret = __cache_shrink(cachep);
2496         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2497         return ret;
2498 }
2499 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2500
2501 /**
2502  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2503  * @cachep: the cache to destroy
2504  *
2505  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2506  *
2507  * It is expected this function will be called by a module when it is
2508  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2509  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2510  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2511  *
2512  * The cache must be empty before calling this function.
2513  *
2514  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2515  * during the kmem_cache_destroy().
2516  */
2517 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2518 {
2519         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2520
2521         /* Find the cache in the chain of caches. */
2522         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2523         /*
2524          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2525          */
2526         list_del(&cachep->next);
2527         if (__cache_shrink(cachep)) {
2528                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2529                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2530                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2531                 return;
2532         }
2533
2534         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2535                 synchronize_rcu();
2536
2537         __kmem_cache_destroy(cachep);
2538         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2539 }
2540 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2541
2542 /*
2543  * Get the memory for a slab management obj.
2544  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2545  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2546  * come from the same cache which is getting created because,
2547  * when we are searching for an appropriate cache for these
2548  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2549  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2550  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2551  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2552  */
2553 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2554                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2555                                    int nodeid)
2556 {
2557         struct slab *slabp;
2558
2559         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2560                 /* Slab management obj is off-slab. */
2561                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2562                                               local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2563                 if (!slabp)
2564                         return NULL;
2565         } else {
2566                 slabp = objp + colour_off;
2567                 colour_off += cachep->slab_size;
2568         }
2569         slabp->inuse = 0;
2570         slabp->colouroff = colour_off;
2571         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2572         slabp->nodeid = nodeid;
2573         return slabp;
2574 }
2575
2576 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2577 {
2578         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2579 }
2580
2581 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2582                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2583 {
2584         int i;
2585
2586         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2587                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2588 #if DEBUG
2589                 /* need to poison the objs? */
2590                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2591                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2592                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2593                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2594
2595                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2596                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2597                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2598                 }
2599                 /*
2600                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2601                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2602                  * They must also be threaded.
2603                  */
2604                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2605                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2606                                      ctor_flags);
2607
2608                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2609                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2610                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2611                                            " end of an object");
2612                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2613                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2614                                            " start of an object");
2615                 }
2616                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2617                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2618                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2619                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2620 #else
2621                 if (cachep->ctor)
2622                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2623 #endif
2624                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2625         }
2626         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2627         slabp->free = 0;
2628 }
2629
2630 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2631 {
2632         if (flags & GFP_DMA)
2633                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2634         else
2635                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2636 }
2637
2638 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2639                                 int nodeid)
2640 {
2641         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2642         kmem_bufctl_t next;
2643
2644         slabp->inuse++;
2645         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2646 #if DEBUG
2647         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2648         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2649 #endif
2650         slabp->free = next;
2651
2652         return objp;
2653 }
2654
2655 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2656                                 void *objp, int nodeid)
2657 {
2658         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2659
2660 #if DEBUG
2661         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2662         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2663
2664         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2665                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2666                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2667                 BUG();
2668         }
2669 #endif
2670         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2671         slabp->free = objnr;
2672         slabp->inuse--;
2673 }
2674
2675 /*
2676  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2677  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2678  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2679  */
2680 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2681                            void *addr)
2682 {
2683         int nr_pages;
2684         struct page *page;
2685
2686         page = virt_to_page(addr);
2687
2688         nr_pages = 1;
2689         if (likely(!PageCompound(page)))
2690                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2691
2692         do {
2693                 page_set_cache(page, cache);
2694                 page_set_slab(page, slab);
2695                 page++;
2696         } while (--nr_pages);
2697 }
2698
2699 /*
2700  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2701  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2702  */
2703 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2704                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2705 {
2706         struct slab *slabp;
2707         size_t offset;
2708         gfp_t local_flags;
2709         unsigned long ctor_flags;
2710         struct kmem_list3 *l3;
2711
2712         /*
2713          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2714          * critical path in kmem_cache_alloc().
2715          */
2716         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK | __GFP_NO_GROW));
2717         if (flags & __GFP_NO_GROW)
2718                 return 0;
2719
2720         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2721         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
2722         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2723                 /*
2724                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2725                  * this - it might need to know...
2726                  */
2727                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2728
2729         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2730         check_irq_off();
2731         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2732         spin_lock(&l3->list_lock);
2733
2734         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2735         offset = l3->colour_next;
2736         l3->colour_next++;
2737         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2738                 l3->colour_next = 0;
2739         spin_unlock(&l3->list_lock);
2740
2741         offset *= cachep->colour_off;
2742
2743         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2744                 local_irq_enable();
2745
2746         /*
2747          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2748          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2749          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2750          * will eventually be caught here (where it matters).
2751          */
2752         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2753
2754         /*
2755          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2756          * 'nodeid'.
2757          */
2758         if (!objp)
2759                 objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2760         if (!objp)
2761                 goto failed;
2762
2763         /* Get slab management. */
2764         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2765                         local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2766         if (!slabp)
2767                 goto opps1;
2768
2769         slabp->nodeid = nodeid;
2770         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2771
2772         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2773
2774         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2775                 local_irq_disable();
2776         check_irq_off();
2777         spin_lock(&l3->list_lock);
2778
2779         /* Make slab active. */
2780         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2781         STATS_INC_GROWN(cachep);
2782         l3->free_objects += cachep->num;
2783         spin_unlock(&l3->list_lock);
2784         return 1;
2785 opps1:
2786         kmem_freepages(cachep, objp);
2787 failed:
2788         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2789                 local_irq_disable();
2790         return 0;
2791 }
2792
2793 #if DEBUG
2794
2795 /*
2796  * Perform extra freeing checks:
2797  * - detect bad pointers.
2798  * - POISON/RED_ZONE checking
2799  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2800  */
2801 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2802 {
2803         struct page *page;
2804
2805         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2806                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2807                        (unsigned long)objp);
2808                 BUG();
2809         }
2810         page = virt_to_page(objp);
2811         if (!PageSlab(page)) {
2812                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2813                        (unsigned long)objp);
2814                 BUG();
2815         }
2816 }
2817
2818 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2819 {
2820         unsigned long redzone1, redzone2;
2821
2822         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2823         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2824
2825         /*
2826          * Redzone is ok.
2827          */
2828         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2829                 return;
2830
2831         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2832                 slab_error(cache, "double free detected");
2833         else
2834                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2835
2836         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2837                         obj, redzone1, redzone2);
2838 }
2839
2840 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2841                                    void *caller)
2842 {
2843         struct page *page;
2844         unsigned int objnr;
2845         struct slab *slabp;
2846
2847         objp -= obj_offset(cachep);
2848         kfree_debugcheck(objp);
2849         page = virt_to_page(objp);
2850
2851         slabp = page_get_slab(page);
2852
2853         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2854                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2855                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2856                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2857         }
2858         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2859                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2860
2861         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2862
2863         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2864         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2865
2866         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2867                 /*
2868                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2869                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2870                  * the cache-lock held.
2871                  */
2872                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2873                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2874         }
2875         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2876                 /* we want to cache poison the object,
2877                  * call the destruction callback
2878                  */
2879                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2880         }
2881 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2882         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2883 #endif
2884         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2885 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2886                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2887                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2888                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2889                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2890                 } else {
2891                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2892                 }
2893 #else
2894                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2895 #endif
2896         }
2897         return objp;
2898 }
2899
2900 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2901 {
2902         kmem_bufctl_t i;
2903         int entries = 0;
2904
2905         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2906         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2907                 entries++;
2908                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2909                         goto bad;
2910         }
2911         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2912 bad:
2913                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2914                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2915                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2916                 for (i = 0;
2917                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2918                      i++) {
2919                         if (i % 16 == 0)
2920                                 printk("\n%03x:", i);
2921                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2922                 }
2923                 printk("\n");
2924                 BUG();
2925         }
2926 }
2927 #else
2928 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2929 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2930 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2931 #endif
2932
2933 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2934 {
2935         int batchcount;
2936         struct kmem_list3 *l3;
2937         struct array_cache *ac;
2938         int node;
2939
2940         node = numa_node_id();
2941
2942         check_irq_off();
2943         ac = cpu_cache_get(cachep);
2944 retry:
2945         batchcount = ac->batchcount;
2946         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2947                 /*
2948                  * If there was little recent activity on this cache, then
2949                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2950                  * refill bouncing.
2951                  */
2952                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2953         }
2954         l3 = cachep->nodelists[node];
2955
2956         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2957         spin_lock(&l3->list_lock);
2958
2959         /* See if we can refill from the shared array */
2960         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2961                 goto alloc_done;
2962
2963         while (batchcount > 0) {
2964                 struct list_head *entry;
2965                 struct slab *slabp;
2966                 /* Get slab alloc is to come from. */
2967                 entry = l3->slabs_partial.next;
2968                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2969                         l3->free_touched = 1;
2970                         entry = l3->slabs_free.next;
2971                         if (entry == &l3->slabs_free)
2972                                 goto must_grow;
2973                 }
2974
2975                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2976                 check_slabp(cachep, slabp);
2977                 check_spinlock_acquired(cachep);
2978                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2979                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2980                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2981                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2982
2983                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2984                                                             node);
2985                 }
2986                 check_slabp(cachep, slabp);
2987
2988                 /* move slabp to correct slabp list: */
2989                 list_del(&slabp->list);
2990                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2991                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2992                 else
2993                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2994         }
2995
2996 must_grow:
2997         l3->free_objects -= ac->avail;
2998 alloc_done:
2999         spin_unlock(&l3->list_lock);
3000
3001         if (unlikely(!ac->avail)) {
3002                 int x;
3003                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3004
3005                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3006                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3007                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3008                         return NULL;
3009
3010                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3011                         goto retry;
3012         }
3013         ac->touched = 1;
3014         return ac->entry[--ac->avail];
3015 }
3016
3017 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3018                                                 gfp_t flags)
3019 {
3020         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3021 #if DEBUG
3022         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3023 #endif
3024 }
3025
3026 #if DEBUG
3027 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3028                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3029 {
3030         if (!objp)
3031                 return objp;
3032         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3033 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3034                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3035                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3036                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3037                 else
3038                         check_poison_obj(cachep, objp);
3039 #else
3040                 check_poison_obj(cachep, objp);
3041 #endif
3042                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3043         }
3044         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3045                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3046
3047         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3048                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3049                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3050                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3051                                                 " object was overwritten");
3052                         printk(KERN_ERR
3053                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
3054                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3055                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3056                 }
3057                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3058                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3059         }
3060 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3061         {
3062                 struct slab *slabp;
3063                 unsigned objnr;
3064
3065                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
3066                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3067                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3068         }
3069 #endif
3070         objp += obj_offset(cachep);
3071         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
3072                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
3073
3074                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
3075                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
3076
3077                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
3078         }
3079 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3080         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3081                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3082                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3083         }
3084 #endif
3085         return objp;
3086 }
3087 #else
3088 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3089 #endif
3090
3091 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3092 {
3093         void *objp;
3094         struct array_cache *ac;
3095
3096         check_irq_off();
3097         ac = cpu_cache_get(cachep);
3098         if (likely(ac->avail)) {
3099                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3100                 ac->touched = 1;
3101                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3102         } else {
3103                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3104                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3105         }
3106         return objp;
3107 }
3108
3109 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
3110                                                 gfp_t flags, void *caller)
3111 {
3112         unsigned long save_flags;
3113         void *objp = NULL;
3114
3115         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3116
3117         local_irq_save(save_flags);
3118
3119         if (unlikely(NUMA_BUILD &&
3120                         current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY)))
3121                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
3122
3123         if (!objp)
3124                 objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
3125         /*
3126          * We may just have run out of memory on the local node.
3127          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3128          */
3129         if (NUMA_BUILD && !objp)
3130                 objp = ____cache_alloc_node(cachep, flags, numa_node_id());
3131         local_irq_restore(save_flags);
3132         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
3133                                             caller);
3134         prefetchw(objp);
3135         return objp;
3136 }
3137
3138 #ifdef CONFIG_NUMA
3139 /*
3140  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3141  *
3142  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3143  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3144  */
3145 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3146 {
3147         int nid_alloc, nid_here;
3148
3149         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3150                 return NULL;
3151         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3152         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3153                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3154         else if (current->mempolicy)
3155                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3156         if (nid_alloc != nid_here)
3157                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3158         return NULL;
3159 }
3160
3161 /*
3162  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3163  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3164  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3165  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3166  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3167  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3168  */
3169 void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3170 {
3171         struct zonelist *zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3172                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
3173         struct zone **z;
3174         void *obj = NULL;
3175         int nid;
3176
3177 retry:
3178         /*
3179          * Look through allowed nodes for objects available
3180          * from existing per node queues.
3181          */
3182         for (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++) {
3183                 nid = zone_to_nid(*z);
3184
3185                 if (cpuset_zone_allowed(*z, flags) &&
3186                         cache->nodelists[nid] &&
3187                         cache->nodelists[nid]->free_objects)
3188                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3189                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3190         }
3191
3192         if (!obj) {
3193                 /*
3194                  * This allocation will be performed within the constraints
3195                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3196                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3197                  * set and go into memory reserves if necessary.
3198                  */
3199                 obj = kmem_getpages(cache, flags, -1);
3200                 if (obj) {
3201                         /*
3202                          * Insert into the appropriate per node queues
3203                          */
3204                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3205                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3206                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3207                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3208                                 if (!obj)
3209                                         /*
3210                                          * Another processor may allocate the
3211                                          * objects in the slab since we are
3212                                          * not holding any locks.
3213                                          */
3214                                         goto retry;
3215                         } else {
3216                                 kmem_freepages(cache, obj);
3217                                 obj = NULL;
3218                         }
3219                 }
3220         }
3221         return obj;
3222 }
3223
3224 /*
3225  * A interface to enable slab creation on nodeid
3226  */
3227 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3228                                 int nodeid)
3229 {
3230         struct list_head *entry;
3231         struct slab *slabp;
3232         struct kmem_list3 *l3;
3233         void *obj;
3234         int x;
3235
3236         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3237         BUG_ON(!l3);
3238
3239 retry:
3240         check_irq_off();
3241         spin_lock(&l3->list_lock);
3242         entry = l3->slabs_partial.next;
3243         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3244                 l3->free_touched = 1;
3245                 entry = l3->slabs_free.next;
3246                 if (entry == &l3->slabs_free)
3247                         goto must_grow;
3248         }
3249
3250         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3251         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3252         check_slabp(cachep, slabp);
3253
3254         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3255         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3256         STATS_SET_HIGH(cachep);
3257
3258         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3259
3260         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3261         check_slabp(cachep, slabp);
3262         l3->free_objects--;
3263         /* move slabp to correct slabp list: */
3264         list_del(&slabp->list);
3265
3266         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3267                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3268         else
3269                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3270
3271         spin_unlock(&l3->list_lock);
3272         goto done;
3273
3274 must_grow:
3275         spin_unlock(&l3->list_lock);
3276         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3277         if (x)
3278                 goto retry;
3279
3280         if (!(flags & __GFP_THISNODE))
3281                 /* Unable to grow the cache. Fall back to other nodes. */
3282                 return fallback_alloc(cachep, flags);
3283
3284         return NULL;
3285
3286 done:
3287         return obj;
3288 }
3289 #endif
3290
3291 /*
3292  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3293  */
3294 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3295                        int node)
3296 {
3297         int i;
3298         struct kmem_list3 *l3;
3299
3300         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3301                 void *objp = objpp[i];
3302                 struct slab *slabp;
3303
3304                 slabp = virt_to_slab(objp);
3305                 l3 = cachep->nodelists[node];
3306                 list_del(&slabp->list);
3307                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3308                 check_slabp(cachep, slabp);
3309                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3310                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3311                 l3->free_objects++;
3312                 check_slabp(cachep, slabp);
3313
3314                 /* fixup slab chains */
3315                 if (slabp->inuse == 0) {
3316                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3317                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3318                                 /* No need to drop any previously held
3319                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3320                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3321                                  * a different cache, refer to comments before
3322                                  * alloc_slabmgmt.
3323                                  */
3324                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3325                         } else {
3326                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3327                         }
3328                 } else {
3329                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3330                          * partial list on free - maximum time for the
3331                          * other objects to be freed, too.
3332                          */
3333                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3334                 }
3335         }
3336 }
3337
3338 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3339 {
3340         int batchcount;
3341         struct kmem_list3 *l3;
3342         int node = numa_node_id();
3343
3344         batchcount = ac->batchcount;
3345 #if DEBUG
3346         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3347 #endif
3348         check_irq_off();
3349         l3 = cachep->nodelists[node];
3350         spin_lock(&l3->list_lock);
3351         if (l3->shared) {
3352                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3353                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3354                 if (max) {
3355                         if (batchcount > max)
3356                                 batchcount = max;
3357                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3358                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3359                         shared_array->avail += batchcount;
3360                         goto free_done;
3361                 }
3362         }
3363
3364         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3365 free_done:
3366 #if STATS
3367         {
3368                 int i = 0;
3369                 struct list_head *p;
3370
3371                 p = l3->slabs_free.next;
3372                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3373                         struct slab *slabp;
3374
3375                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3376                         BUG_ON(slabp->inuse);
3377
3378                         i++;
3379                         p = p->next;
3380                 }
3381                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3382         }
3383 #endif
3384         spin_unlock(&l3->list_lock);
3385         ac->avail -= batchcount;
3386         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3387 }
3388
3389 /*
3390  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3391  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3392  */
3393 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3394 {
3395         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3396
3397         check_irq_off();
3398         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3399
3400         if (cache_free_alien(cachep, objp))
3401                 return;
3402
3403         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3404                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3405                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3406                 return;
3407         } else {
3408                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3409                 cache_flusharray(cachep, ac);
3410                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3411         }
3412 }
3413
3414 /**
3415  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3416  * @cachep: The cache to allocate from.
3417  * @flags: See kmalloc().
3418  *
3419  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3420  * if the cache has no available objects.
3421  */
3422 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3423 {
3424         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3425 }
3426 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3427
3428 /**
3429  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3430  * @cache: The cache to allocate from.
3431  * @flags: See kmalloc().
3432  *
3433  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3434  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3435  */
3436 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3437 {
3438         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3439         if (ret)
3440                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3441         return ret;
3442 }
3443 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3444
3445 /**
3446  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3447  *      be a slab entry.
3448  * @cachep: the cache we're checking against
3449  * @ptr: pointer to validate
3450  *
3451  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3452  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3453  * part of the slab cache in question, but it at least
3454  * validates that the pointer can be dereferenced and
3455  * looks half-way sane.
3456  *
3457  * Currently only used for dentry validation.
3458  */
3459 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3460 {
3461         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3462         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3463         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3464         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3465         struct page *page;
3466
3467         if (unlikely(addr < min_addr))
3468                 goto out;
3469         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3470                 goto out;
3471         if (unlikely(addr & align_mask))
3472                 goto out;
3473         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3474                 goto out;
3475         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3476                 goto out;
3477         page = virt_to_page(ptr);
3478         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3479                 goto out;
3480         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3481                 goto out;
3482         return 1;
3483 out:
3484         return 0;
3485 }
3486
3487 #ifdef CONFIG_NUMA
3488 /**
3489  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3490  * @cachep: The cache to allocate from.
3491  * @flags: See kmalloc().
3492  * @nodeid: node number of the target node.
3493  *
3494  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3495  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3496  *
3497  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3498  */
3499 static __always_inline void *
3500 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3501                 int nodeid, void *caller)
3502 {
3503         unsigned long save_flags;
3504         void *ptr = NULL;
3505
3506         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3507         local_irq_save(save_flags);
3508
3509         if (unlikely(nodeid == -1))
3510                 nodeid = numa_node_id();
3511
3512         if (likely(cachep->nodelists[nodeid])) {
3513                 if (nodeid == numa_node_id()) {
3514                         /*
3515                          * Use the locally cached objects if possible.
3516                          * However ____cache_alloc does not allow fallback
3517                          * to other nodes. It may fail while we still have
3518                          * objects on other nodes available.
3519                          */
3520                         ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3521                 }
3522                 if (!ptr) {
3523                         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3524                         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3525                 }
3526         } else {
3527                 /* Node not bootstrapped yet */
3528                 if (!(flags & __GFP_THISNODE))
3529                         ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3530         }
3531
3532         local_irq_restore(save_flags);
3533         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3534
3535         return ptr;
3536 }
3537
3538 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3539 {
3540         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3541                         __builtin_return_address(0));
3542 }
3543 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3544
3545 static __always_inline void *
3546 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3547 {
3548         struct kmem_cache *cachep;
3549
3550         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3551         if (unlikely(cachep == NULL))
3552                 return NULL;
3553         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3554 }
3555
3556 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3557 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3558 {
3559         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3560                         __builtin_return_address(0));
3561 }
3562 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3563
3564 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3565                 int node, void *caller)
3566 {
3567         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3568 }
3569 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3570 #else
3571 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3572 {
3573         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3574 }
3575 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3576 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3577 #endif /* CONFIG_NUMA */
3578
3579 /**
3580  * __do_kmalloc - allocate memory
3581  * @size: how many bytes of memory are required.
3582  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3583  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3584  */
3585 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3586                                           void *caller)
3587 {
3588         struct kmem_cache *cachep;
3589
3590         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3591          * __ with kmem_.
3592          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3593          * functions.
3594          */
3595         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3596         if (unlikely(cachep == NULL))
3597                 return NULL;
3598         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3599 }
3600
3601
3602 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3603 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3604 {
3605         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3606 }
3607 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3608
3609 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3610 {
3611         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3612 }
3613 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3614
3615 #else
3616 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3617 {
3618         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3619 }
3620 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3621 #endif
3622
3623 /**
3624  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3625  * @cachep: The cache the allocation was from.
3626  * @objp: The previously allocated object.
3627  *
3628  * Free an object which was previously allocated from this
3629  * cache.
3630  */
3631 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3632 {
3633         unsigned long flags;
3634
3635         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3636
3637         local_irq_save(flags);
3638         __cache_free(cachep, objp);
3639         local_irq_restore(flags);
3640 }
3641 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3642
3643 /**
3644  * kfree - free previously allocated memory
3645  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3646  *
3647  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3648  *
3649  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3650  * or you will run into trouble.
3651  */
3652 void kfree(const void *objp)
3653 {
3654         struct kmem_cache *c;
3655         unsigned long flags;
3656
3657         if (unlikely(!objp))
3658                 return;
3659         local_irq_save(flags);
3660         kfree_debugcheck(objp);
3661         c = virt_to_cache(objp);
3662         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3663         __cache_free(c, (void *)objp);
3664         local_irq_restore(flags);
3665 }
3666 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3667
3668 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3669 {
3670         return obj_size(cachep);
3671 }
3672 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3673
3674 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3675 {
3676         return cachep->name;
3677 }
3678 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3679
3680 /*
3681  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3682  */
3683 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3684 {
3685         int node;
3686         struct kmem_list3 *l3;
3687         struct array_cache *new_shared;
3688         struct array_cache **new_alien = NULL;
3689
3690         for_each_online_node(node) {
3691
3692                 if (use_alien_caches) {
3693                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3694                         if (!new_alien)
3695                                 goto fail;
3696                 }
3697
3698                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3699                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3700                                         0xbaadf00d);
3701                 if (!new_shared) {
3702                         free_alien_cache(new_alien);
3703                         goto fail;
3704                 }
3705
3706                 l3 = cachep->nodelists[node];
3707                 if (l3) {
3708                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3709
3710                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3711
3712                         if (shared)
3713                                 free_block(cachep, shared->entry,
3714                                                 shared->avail, node);
3715
3716                         l3->shared = new_shared;
3717                         if (!l3->alien) {
3718                                 l3->alien = new_alien;
3719                                 new_alien = NULL;
3720                         }
3721                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3722                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3723                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3724                         kfree(shared);
3725                         free_alien_cache(new_alien);
3726                         continue;
3727                 }
3728                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3729                 if (!l3) {
3730                         free_alien_cache(new_alien);
3731                         kfree(new_shared);
3732                         goto fail;
3733                 }
3734
3735                 kmem_list3_init(l3);
3736                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3737                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3738                 l3->shared = new_shared;
3739                 l3->alien = new_alien;
3740                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3741                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3742                 cachep->nodelists[node] = l3;
3743         }
3744         return 0;
3745
3746 fail:
3747         if (!cachep->next.next) {
3748                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3749                 node--;
3750                 while (node >= 0) {
3751                         if (cachep->nodelists[node]) {
3752                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3753
3754                                 kfree(l3->shared);
3755                                 free_alien_cache(l3->alien);
3756                                 kfree(l3);
3757                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3758                         }
3759                         node--;
3760                 }
3761         }
3762         return -ENOMEM;
3763 }
3764
3765 struct ccupdate_struct {
3766         struct kmem_cache *cachep;
3767         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3768 };
3769
3770 static void do_ccupdate_local(void *info)
3771 {
3772         struct ccupdate_struct *new = info;
3773         struct array_cache *old;
3774
3775         check_irq_off();
3776         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3777
3778         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3779         new->new[smp_processor_id()] = old;
3780 }
3781
3782 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3783 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3784                                 int batchcount, int shared)
3785 {
3786         struct ccupdate_struct *new;
3787         int i;
3788
3789         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3790         if (!new)
3791                 return -ENOMEM;
3792
3793         for_each_online_cpu(i) {
3794                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3795                                                 batchcount);
3796                 if (!new->new[i]) {
3797                         for (i--; i >= 0; i--)
3798                                 kfree(new->new[i]);
3799                         kfree(new);
3800                         return -ENOMEM;
3801                 }
3802         }
3803         new->cachep = cachep;
3804
3805         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3806
3807         check_irq_on();
3808         cachep->batchcount = batchcount;
3809         cachep->limit = limit;
3810         cachep->shared = shared;
3811
3812         for_each_online_cpu(i) {
3813                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3814                 if (!ccold)
3815                         continue;
3816                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3817                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3818                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3819                 kfree(ccold);
3820         }
3821         kfree(new);
3822         return alloc_kmemlist(cachep);
3823 }
3824
3825 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3826 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3827 {
3828         int err;
3829         int limit, shared;
3830
3831         /*
3832          * The head array serves three purposes:
3833          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3834          * - reduce the number of spinlock operations.
3835          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3836          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3837          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3838          * Bonwick.
3839          */
3840         if (cachep->buffer_size > 131072)
3841                 limit = 1;
3842         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3843                 limit = 8;
3844         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3845                 limit = 24;
3846         else if (cachep->buffer_size > 256)
3847                 limit = 54;
3848         else
3849                 limit = 120;
3850
3851         /*
3852          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3853          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3854          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3855          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3856          * replaces Bonwick's magazine layer.
3857          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3858          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3859          */
3860         shared = 0;
3861 #ifdef CONFIG_SMP
3862         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3863                 shared = 8;
3864 #endif
3865
3866 #if DEBUG
3867         /*
3868          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3869          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3870          */
3871         if (limit > 32)
3872                 limit = 32;
3873 #endif
3874         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3875         if (err)
3876                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3877                        cachep->name, -err);
3878         return err;
3879 }
3880
3881 /*
3882  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3883  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3884  * if drain_array() is used on the shared array.
3885  */
3886 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3887                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3888 {
3889         int tofree;
3890
3891         if (!ac || !ac->avail)
3892                 return;
3893         if (ac->touched && !force) {
3894                 ac->touched = 0;
3895         } else {
3896                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3897                 if (ac->avail) {
3898                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3899                         if (tofree > ac->avail)
3900                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3901                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3902                         ac->avail -= tofree;
3903                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3904                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3905                 }
3906                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3907         }
3908 }
3909
3910 /**
3911  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3912  * @unused: unused parameter
3913  *
3914  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3915  * Purpose:
3916  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3917  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3918  *
3919  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3920  * again on the next iteration.
3921  */
3922 static void cache_reap(struct work_struct *unused)
3923 {
3924         struct kmem_cache *searchp;
3925         struct kmem_list3 *l3;
3926         int node = numa_node_id();
3927
3928         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3929                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3930                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3931                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3932                 return;
3933         }
3934
3935         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
3936                 check_irq_on();
3937
3938                 /*
3939                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3940                  * have established with reasonable certainty that
3941                  * we can do some work if the lock was obtained.
3942                  */
3943                 l3 = searchp->nodelists[node];
3944
3945                 reap_alien(searchp, l3);
3946
3947                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3948
3949                 /*
3950                  * These are racy checks but it does not matter
3951                  * if we skip one check or scan twice.
3952                  */
3953                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3954                         goto next;
3955
3956                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3957
3958                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3959
3960                 if (l3->free_touched)
3961                         l3->free_touched = 0;
3962                 else {
3963                         int freed;
3964
3965                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
3966                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3967                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3968                 }
3969 next:
3970                 cond_resched();
3971         }
3972         check_irq_on();
3973         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3974         next_reap_node();
3975         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
3976         /* Set up the next iteration */
3977         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3978 }
3979
3980 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3981
3982 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3983 {
3984         /*
3985          * Output format version, so at least we can change it
3986          * without _too_ many complaints.
3987          */
3988 #if STATS
3989         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3990 #else
3991         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3992 #endif
3993         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3994                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3995         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3996         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3997 #if STATS
3998         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3999                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4000         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4001 #endif
4002         seq_putc(m, '\n');
4003 }
4004
4005 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4006 {
4007         loff_t n = *pos;
4008         struct list_head *p;
4009
4010         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4011         if (!n)
4012                 print_slabinfo_header(m);
4013         p = cache_chain.next;
4014         while (n--) {
4015                 p = p->next;
4016                 if (p == &cache_chain)
4017                         return NULL;
4018         }
4019         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4020 }
4021
4022 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4023 {
4024         struct kmem_cache *cachep = p;
4025         ++*pos;
4026         return cachep->next.next == &cache_chain ?
4027                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
4028 }
4029
4030 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4031 {
4032         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4033 }
4034
4035 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4036 {
4037         struct kmem_cache *cachep = p;
4038         struct slab *slabp;
4039         unsigned long active_objs;
4040         unsigned long num_objs;
4041         unsigned long active_slabs = 0;
4042         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4043         const char *name;
4044         char *error = NULL;
4045         int node;
4046         struct kmem_list3 *l3;
4047
4048         active_objs = 0;
4049         num_slabs = 0;
4050         for_each_online_node(node) {
4051                 l3 = cachep->nodelists[node];
4052                 if (!l3)
4053                         continue;
4054
4055                 check_irq_on();
4056                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4057
4058                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4059                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4060                                 error = "slabs_full accounting error";
4061                         active_objs += cachep->num;
4062                         active_slabs++;
4063                 }
4064                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4065                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4066                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4067                         if (!slabp->inuse && !error)
4068                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4069                         active_objs += slabp->inuse;
4070                         active_slabs++;
4071                 }
4072                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4073                         if (slabp->inuse && !error)
4074                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4075                         num_slabs++;
4076                 }
4077                 free_objects += l3->free_objects;
4078                 if (l3->shared)
4079                         shared_avail += l3->shared->avail;
4080
4081                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4082         }
4083         num_slabs += active_slabs;
4084         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4085         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4086                 error = "free_objects accounting error";
4087
4088         name = cachep->name;
4089         if (error)
4090                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4091
4092         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4093                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4094                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4095         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4096                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4097         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4098                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4099 #if STATS
4100         {                       /* list3 stats */
4101                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4102                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4103                 unsigned long grown = cachep->grown;
4104                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4105                 unsigned long errors = cachep->errors;
4106                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4107                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4108                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4109                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4110
4111                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4112                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4113                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4114                                 node_frees, overflows);
4115         }
4116         /* cpu stats */
4117         {
4118                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4119                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4120                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4121                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4122
4123                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4124                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4125         }
4126 #endif
4127         seq_putc(m, '\n');
4128         return 0;
4129 }
4130
4131 /*
4132  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4133  *
4134  * Output layout:
4135  * cache-name
4136  * num-active-objs
4137  * total-objs
4138  * object size
4139  * num-active-slabs
4140  * total-slabs
4141  * num-pages-per-slab
4142  * + further values on SMP and with statistics enabled
4143  */
4144
4145 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4146         .start = s_start,
4147         .next = s_next,
4148         .stop = s_stop,
4149         .show = s_show,
4150 };
4151
4152 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4153 /**
4154  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4155  * @file: unused
4156  * @buffer: user buffer
4157  * @count: data length
4158  * @ppos: unused
4159  */
4160 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4161                        size_t count, loff_t *ppos)
4162 {
4163         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4164         int limit, batchcount, shared, res;
4165         struct kmem_cache *cachep;
4166
4167         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4168                 return -EINVAL;
4169         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4170                 return -EFAULT;
4171         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4172
4173         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4174         if (!tmp)
4175                 return -EINVAL;
4176         *tmp = '\0';
4177         tmp++;
4178         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4179                 return -EINVAL;
4180
4181         /* Find the cache in the chain of caches. */
4182         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4183         res = -EINVAL;
4184         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4185                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4186                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4187                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4188                                 res = 0;
4189                         } else {
4190                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4191                                                        batchcount, shared);
4192                         }
4193                         break;
4194                 }
4195         }
4196         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4197         if (res >= 0)
4198                 res = count;
4199         return res;
4200 }
4201
4202 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4203
4204 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4205 {
4206         loff_t n = *pos;
4207         struct list_head *p;
4208
4209         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4210         p = cache_chain.next;
4211         while (n--) {
4212                 p = p->next;
4213                 if (p == &cache_chain)
4214                         return NULL;
4215         }
4216         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4217 }
4218
4219 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4220 {
4221         unsigned long *p;
4222         int l;
4223         if (!v)
4224                 return 1;
4225         l = n[1];
4226         p = n + 2;
4227         while (l) {
4228                 int i = l/2;
4229                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4230                 if (*q == v) {
4231                         q[1]++;
4232                         return 1;
4233                 }
4234                 if (*q > v) {
4235                         l = i;
4236                 } else {
4237                         p = q + 2;
4238                         l -= i + 1;
4239                 }
4240         }
4241         if (++n[1] == n[0])
4242                 return 0;
4243         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4244         p[0] = v;
4245         p[1] = 1;
4246         return 1;
4247 }
4248
4249 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4250 {
4251         void *p;
4252         int i;
4253         if (n[0] == n[1])
4254                 return;
4255         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4256                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4257                         continue;
4258                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4259                         return;
4260         }
4261 }
4262
4263 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4264 {
4265 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4266         char *modname;
4267         const char *name;
4268         unsigned long offset, size;
4269         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4270
4271         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4272
4273         if (name) {
4274                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4275                 if (modname)
4276                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4277                 return;
4278         }
4279 #endif
4280         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4281 }
4282
4283 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4284 {
4285         struct kmem_cache *cachep = p;
4286         struct slab *slabp;
4287         struct kmem_list3 *l3;
4288         const char *name;
4289         unsigned long *n = m->private;
4290         int node;
4291         int i;
4292
4293         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4294                 return 0;
4295         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4296                 return 0;
4297
4298         /* OK, we can do it */
4299
4300         n[1] = 0;
4301
4302         for_each_online_node(node) {
4303                 l3 = cachep->nodelists[node];
4304                 if (!l3)
4305                         continue;
4306
4307                 check_irq_on();
4308                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4309
4310                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4311                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4312                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4313                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4314                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4315         }
4316         name = cachep->name;
4317         if (n[0] == n[1]) {
4318                 /* Increase the buffer size */
4319                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4320                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4321                 if (!m->private) {
4322                         /* Too bad, we are really out */
4323                         m->private = n;
4324                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4325                         return -ENOMEM;
4326                 }
4327                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4328                 kfree(n);
4329                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4330                 /* Now make sure this entry will be retried */
4331                 m->count = m->size;
4332                 return 0;
4333         }
4334         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4335                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4336                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4337                 seq_putc(m, '\n');
4338         }
4339
4340         return 0;
4341 }
4342
4343 const struct seq_operations slabstats_op = {
4344         .start = leaks_start,
4345         .next = s_next,
4346         .stop = s_stop,
4347         .show = leaks_show,
4348 };
4349 #endif
4350 #endif
4351
4352 /**
4353  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4354  * @objp: Pointer to the object
4355  *
4356  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4357  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4358  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4359  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4360  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4361  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4362  * must not be freed during the duration of the call.
4363  */
4364 unsigned int ksize(const void *objp)
4365 {
4366         if (unlikely(objp == NULL))
4367                 return 0;
4368
4369         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4370 }