[PATCH] fix potential stack overflow in mm/slab.c
[pandora-kernel.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/poison.h>
93 #include        <linux/swap.h>
94 #include        <linux/cache.h>
95 #include        <linux/interrupt.h>
96 #include        <linux/init.h>
97 #include        <linux/compiler.h>
98 #include        <linux/cpuset.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/rtmutex.h>
111
112 #include        <asm/uaccess.h>
113 #include        <asm/cacheflush.h>
114 #include        <asm/tlbflush.h>
115 #include        <asm/page.h>
116
117 /*
118  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
119  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
123  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
124  *
125  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
126  */
127
128 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
129 #define DEBUG           1
130 #define STATS           1
131 #define FORCED_DEBUG    1
132 #else
133 #define DEBUG           0
134 #define STATS           0
135 #define FORCED_DEBUG    0
136 #endif
137
138 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
139 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
140
141 #ifndef cache_line_size
142 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
143 #endif
144
145 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
146 /*
147  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
148  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
149  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
150  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
151  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
152  * Note that this flag disables some debug features.
153  */
154 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
155 #endif
156
157 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
158 /*
159  * Enforce a minimum alignment for all caches.
160  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
161  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
162  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
163  * some debug features.
164  */
165 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
166 #endif
167
168 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
169 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
170 #endif
171
172 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
173 #if DEBUG
174 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
175                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
176                          SLAB_CACHE_DMA | \
177                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
178                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
179                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
180 #else
181 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
182                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
183                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
184                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
185 #endif
186
187 /*
188  * kmem_bufctl_t:
189  *
190  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
191  * linked offsets.
192  *
193  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
194  * slab an object belongs to.
195  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
196  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
197  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
198  * that does not use off-slab slabs.
199  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
200  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
201  * to have too many per slab.
202  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
203  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
204  */
205
206 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
207 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
208 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
209 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
210 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
211
212 /*
213  * struct slab
214  *
215  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
216  * for a slab, or allocated from an general cache.
217  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
218  */
219 struct slab {
220         struct list_head list;
221         unsigned long colouroff;
222         void *s_mem;            /* including colour offset */
223         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
224         kmem_bufctl_t free;
225         unsigned short nodeid;
226 };
227
228 /*
229  * struct slab_rcu
230  *
231  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
232  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
233  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
234  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
235  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
236  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
237  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
238  *
239  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
240  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
241  *
242  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
243  */
244 struct slab_rcu {
245         struct rcu_head head;
246         struct kmem_cache *cachep;
247         void *addr;
248 };
249
250 /*
251  * struct array_cache
252  *
253  * Purpose:
254  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
255  * - reduce the number of linked list operations
256  * - reduce spinlock operations
257  *
258  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
259  * footprint.
260  *
261  */
262 struct array_cache {
263         unsigned int avail;
264         unsigned int limit;
265         unsigned int batchcount;
266         unsigned int touched;
267         spinlock_t lock;
268         void *entry[0]; /*
269                          * Must have this definition in here for the proper
270                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
271                          * the entries.
272                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
273                          */
274 };
275
276 /*
277  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
278  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
279  */
280 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
281 struct arraycache_init {
282         struct array_cache cache;
283         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
284 };
285
286 /*
287  * The slab lists for all objects.
288  */
289 struct kmem_list3 {
290         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
291         struct list_head slabs_full;
292         struct list_head slabs_free;
293         unsigned long free_objects;
294         unsigned int free_limit;
295         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
296         spinlock_t list_lock;
297         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
298         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
299         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
300         int free_touched;               /* updated without locking */
301 };
302
303 /*
304  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
305  */
306 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
307 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
308 #define CACHE_CACHE 0
309 #define SIZE_AC 1
310 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
311
312 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
313                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
314 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
315                         int node);
316 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
317 static void cache_reap(void *unused);
318
319 /*
320  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
321  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
322  */
323 static __always_inline int index_of(const size_t size)
324 {
325         extern void __bad_size(void);
326
327         if (__builtin_constant_p(size)) {
328                 int i = 0;
329
330 #define CACHE(x) \
331         if (size <=x) \
332                 return i; \
333         else \
334                 i++;
335 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
336 #undef CACHE
337                 __bad_size();
338         } else
339                 __bad_size();
340         return 0;
341 }
342
343 static int slab_early_init = 1;
344
345 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
346 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
347
348 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
349 {
350         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
353         parent->shared = NULL;
354         parent->alien = NULL;
355         parent->colour_next = 0;
356         spin_lock_init(&parent->list_lock);
357         parent->free_objects = 0;
358         parent->free_touched = 0;
359 }
360
361 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
362         do {                                                            \
363                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
364                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
365         } while (0)
366
367 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
368         do {                                                            \
369         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
372         } while (0)
373
374 /*
375  * struct kmem_cache
376  *
377  * manages a cache.
378  */
379
380 struct kmem_cache {
381 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
382         struct array_cache *array[NR_CPUS];
383 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
384         unsigned int batchcount;
385         unsigned int limit;
386         unsigned int shared;
387
388         unsigned int buffer_size;
389 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
390         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
391
392         unsigned int flags;             /* constant flags */
393         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
394
395 /* 4) cache_grow/shrink */
396         /* order of pgs per slab (2^n) */
397         unsigned int gfporder;
398
399         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
400         gfp_t gfpflags;
401
402         size_t colour;                  /* cache colouring range */
403         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
404         struct kmem_cache *slabp_cache;
405         unsigned int slab_size;
406         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
407
408         /* constructor func */
409         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
410
411         /* de-constructor func */
412         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
413
414 /* 5) cache creation/removal */
415         const char *name;
416         struct list_head next;
417
418 /* 6) statistics */
419 #if STATS
420         unsigned long num_active;
421         unsigned long num_allocations;
422         unsigned long high_mark;
423         unsigned long grown;
424         unsigned long reaped;
425         unsigned long errors;
426         unsigned long max_freeable;
427         unsigned long node_allocs;
428         unsigned long node_frees;
429         unsigned long node_overflow;
430         atomic_t allochit;
431         atomic_t allocmiss;
432         atomic_t freehit;
433         atomic_t freemiss;
434 #endif
435 #if DEBUG
436         /*
437          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
438          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
439          * object size including these internal fields, the following two
440          * variables contain the offset to the user object and its size.
441          */
442         int obj_offset;
443         int obj_size;
444 #endif
445 };
446
447 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
448 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
449
450 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
451 /*
452  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
453  * cpucache drain/refill cycles.
454  *
455  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
456  * which could lock up otherwise freeable slabs.
457  */
458 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
459 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
460
461 #if STATS
462 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
463 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
464 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
465 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
466 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
467 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
468         do {                                                            \
469                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
470                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
471         } while (0)
472 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
473 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
474 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
475 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
476 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
477         do {                                                            \
478                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
479                         (x)->max_freeable = i;                          \
480         } while (0)
481 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
482 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
483 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
484 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
485 #else
486 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
487 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
488 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
489 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
490 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
491 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
492 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
493 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
494 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
495 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
496 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
497 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
498 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
499 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
500 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
501 #endif
502
503 #if DEBUG
504
505 /*
506  * memory layout of objects:
507  * 0            : objp
508  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
509  *              the end of an object is aligned with the end of the real
510  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
511  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
512  *              redzone word.
513  * cachep->obj_offset: The real object.
514  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
515  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
516  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
517  */
518 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
519 {
520         return cachep->obj_offset;
521 }
522
523 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
524 {
525         return cachep->obj_size;
526 }
527
528 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
529 {
530         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
531         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
532 }
533
534 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
535 {
536         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
537         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
538                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
539                                          2 * BYTES_PER_WORD);
540         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
541 }
542
543 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
544 {
545         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
546         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
547 }
548
549 #else
550
551 #define obj_offset(x)                   0
552 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
553 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
554 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
555 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
556
557 #endif
558
559 /*
560  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
561  * order.
562  */
563 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
564 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
565 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
566 #elif defined(CONFIG_MMU)
567 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
568 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
569 #else
570 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
571 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
572 #endif
573
574 /*
575  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
576  */
577 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
578 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
579 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
580
581 /*
582  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
583  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
584  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
585  */
586 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
587 {
588         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
589 }
590
591 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
592 {
593         if (unlikely(PageCompound(page)))
594                 page = (struct page *)page_private(page);
595         BUG_ON(!PageSlab(page));
596         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
597 }
598
599 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
600 {
601         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
602 }
603
604 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
605 {
606         if (unlikely(PageCompound(page)))
607                 page = (struct page *)page_private(page);
608         BUG_ON(!PageSlab(page));
609         return (struct slab *)page->lru.prev;
610 }
611
612 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
613 {
614         struct page *page = virt_to_page(obj);
615         return page_get_cache(page);
616 }
617
618 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
619 {
620         struct page *page = virt_to_page(obj);
621         return page_get_slab(page);
622 }
623
624 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
625                                  unsigned int idx)
626 {
627         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
628 }
629
630 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
631                                         struct slab *slab, void *obj)
632 {
633         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
634 }
635
636 /*
637  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
638  */
639 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
640 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
641 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
642         CACHE(ULONG_MAX)
643 #undef CACHE
644 };
645 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
646
647 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
648 struct cache_names {
649         char *name;
650         char *name_dma;
651 };
652
653 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
654 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
655 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
656         {NULL,}
657 #undef CACHE
658 };
659
660 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
661     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
662 static struct arraycache_init initarray_generic =
663     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
664
665 /* internal cache of cache description objs */
666 static struct kmem_cache cache_cache = {
667         .batchcount = 1,
668         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
669         .shared = 1,
670         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
671         .name = "kmem_cache",
672 #if DEBUG
673         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
674 #endif
675 };
676
677 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
678
679 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
680
681 /*
682  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
683  * for other slabs "off slab".
684  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
685  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
686  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
687  *
688  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
689  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
690  * then comes back up during hotplug
691  */
692 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
693 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
694
695 static inline void init_lock_keys(void)
696
697 {
698         int q;
699         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
700
701         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
702                 for_each_node(q) {
703                         struct array_cache **alc;
704                         int r;
705                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
706                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
707                                 continue;
708                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
709                         alc = l3->alien;
710                         /*
711                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
712                          * should go away when common slab code is taught to
713                          * work even without alien caches.
714                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
715                          * for alloc_alien_cache,
716                          */
717                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
718                                 continue;
719                         for_each_node(r) {
720                                 if (alc[r])
721                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
722                                              &on_slab_alc_key);
723                         }
724                 }
725                 s++;
726         }
727 }
728 #else
729 static inline void init_lock_keys(void)
730 {
731 }
732 #endif
733
734 /* Guard access to the cache-chain. */
735 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
736 static struct list_head cache_chain;
737
738 /*
739  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many slab-allocated pages
740  * are possibly freeable under pressure
741  *
742  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
743  */
744 atomic_t slab_reclaim_pages;
745
746 /*
747  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
748  * until the general caches are up.
749  */
750 static enum {
751         NONE,
752         PARTIAL_AC,
753         PARTIAL_L3,
754         FULL
755 } g_cpucache_up;
756
757 /*
758  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
759  */
760 int slab_is_available(void)
761 {
762         return g_cpucache_up == FULL;
763 }
764
765 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
766
767 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
768 {
769         return cachep->array[smp_processor_id()];
770 }
771
772 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
773                                                         gfp_t gfpflags)
774 {
775         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
776
777 #if DEBUG
778         /* This happens if someone tries to call
779          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
780          * the generic caches are initialized.
781          */
782         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
783 #endif
784         while (size > csizep->cs_size)
785                 csizep++;
786
787         /*
788          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
789          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
790          * for large kmalloc calls required.
791          */
792         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
793                 return csizep->cs_dmacachep;
794         return csizep->cs_cachep;
795 }
796
797 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
798 {
799         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
800 }
801
802 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
803 {
804         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
805 }
806
807 /*
808  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
809  */
810 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
811                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
812                            unsigned int *num)
813 {
814         int nr_objs;
815         size_t mgmt_size;
816         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
817
818         /*
819          * The slab management structure can be either off the slab or
820          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
821          * slab is used for:
822          *
823          * - The struct slab
824          * - One kmem_bufctl_t for each object
825          * - Padding to respect alignment of @align
826          * - @buffer_size bytes for each object
827          *
828          * If the slab management structure is off the slab, then the
829          * alignment will already be calculated into the size. Because
830          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
831          * correct alignment when allocated.
832          */
833         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
834                 mgmt_size = 0;
835                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
836
837                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
838                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
839         } else {
840                 /*
841                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
842                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
843                  * least @align. In the worst case, this result will
844                  * be one greater than the number of objects that fit
845                  * into the memory allocation when taking the padding
846                  * into account.
847                  */
848                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
849                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
850
851                 /*
852                  * This calculated number will be either the right
853                  * amount, or one greater than what we want.
854                  */
855                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
856                        > slab_size)
857                         nr_objs--;
858
859                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
860                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
861
862                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
863         }
864         *num = nr_objs;
865         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
866 }
867
868 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
869
870 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
871                         char *msg)
872 {
873         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
874                function, cachep->name, msg);
875         dump_stack();
876 }
877
878 #ifdef CONFIG_NUMA
879 /*
880  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
881  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
882  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
883  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
884  */
885 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
886
887 static void init_reap_node(int cpu)
888 {
889         int node;
890
891         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
892         if (node == MAX_NUMNODES)
893                 node = first_node(node_online_map);
894
895         __get_cpu_var(reap_node) = node;
896 }
897
898 static void next_reap_node(void)
899 {
900         int node = __get_cpu_var(reap_node);
901
902         /*
903          * Also drain per cpu pages on remote zones
904          */
905         if (node != numa_node_id())
906                 drain_node_pages(node);
907
908         node = next_node(node, node_online_map);
909         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
910                 node = first_node(node_online_map);
911         __get_cpu_var(reap_node) = node;
912 }
913
914 #else
915 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
916 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
917 #endif
918
919 /*
920  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
921  * via the workqueue/eventd.
922  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
923  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
924  * lock.
925  */
926 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
927 {
928         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
929
930         /*
931          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
932          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
933          * at that time.
934          */
935         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
936                 init_reap_node(cpu);
937                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
938                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
939         }
940 }
941
942 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
943                                             int batchcount)
944 {
945         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
946         struct array_cache *nc = NULL;
947
948         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
949         if (nc) {
950                 nc->avail = 0;
951                 nc->limit = entries;
952                 nc->batchcount = batchcount;
953                 nc->touched = 0;
954                 spin_lock_init(&nc->lock);
955         }
956         return nc;
957 }
958
959 /*
960  * Transfer objects in one arraycache to another.
961  * Locking must be handled by the caller.
962  *
963  * Return the number of entries transferred.
964  */
965 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
966                 struct array_cache *from, unsigned int max)
967 {
968         /* Figure out how many entries to transfer */
969         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
970
971         if (!nr)
972                 return 0;
973
974         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
975                         sizeof(void *) *nr);
976
977         from->avail -= nr;
978         to->avail += nr;
979         to->touched = 1;
980         return nr;
981 }
982
983 #ifdef CONFIG_NUMA
984 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
985 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
986
987 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
988 {
989         struct array_cache **ac_ptr;
990         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
991         int i;
992
993         if (limit > 1)
994                 limit = 12;
995         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
996         if (ac_ptr) {
997                 for_each_node(i) {
998                         if (i == node || !node_online(i)) {
999                                 ac_ptr[i] = NULL;
1000                                 continue;
1001                         }
1002                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1003                         if (!ac_ptr[i]) {
1004                                 for (i--; i <= 0; i--)
1005                                         kfree(ac_ptr[i]);
1006                                 kfree(ac_ptr);
1007                                 return NULL;
1008                         }
1009                 }
1010         }
1011         return ac_ptr;
1012 }
1013
1014 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1015 {
1016         int i;
1017
1018         if (!ac_ptr)
1019                 return;
1020         for_each_node(i)
1021             kfree(ac_ptr[i]);
1022         kfree(ac_ptr);
1023 }
1024
1025 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1026                                 struct array_cache *ac, int node)
1027 {
1028         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1029
1030         if (ac->avail) {
1031                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1032                 /*
1033                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1034                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1035                  * into the free lists and getting them back later.
1036                  */
1037                 if (rl3->shared)
1038                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1039
1040                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1041                 ac->avail = 0;
1042                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1043         }
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1048  */
1049 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1050 {
1051         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1052
1053         if (l3->alien) {
1054                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1055
1056                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1057                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1058                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1059                 }
1060         }
1061 }
1062
1063 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1064                                 struct array_cache **alien)
1065 {
1066         int i = 0;
1067         struct array_cache *ac;
1068         unsigned long flags;
1069
1070         for_each_online_node(i) {
1071                 ac = alien[i];
1072                 if (ac) {
1073                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1074                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1075                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1076                 }
1077         }
1078 }
1079
1080 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1081 {
1082         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1083         int nodeid = slabp->nodeid;
1084         struct kmem_list3 *l3;
1085         struct array_cache *alien = NULL;
1086
1087         /*
1088          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1089          * cache on this cpu.
1090          */
1091         if (likely(slabp->nodeid == numa_node_id()))
1092                 return 0;
1093
1094         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
1095         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1096         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1097                 alien = l3->alien[nodeid];
1098                 spin_lock(&alien->lock);
1099                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1100                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1101                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1102                 }
1103                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1104                 spin_unlock(&alien->lock);
1105         } else {
1106                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1107                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1108                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1109         }
1110         return 1;
1111 }
1112
1113 #else
1114
1115 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1116 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1117
1118 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1119 {
1120         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1121 }
1122
1123 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1124 {
1125 }
1126
1127 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1128 {
1129         return 0;
1130 }
1131
1132 #endif
1133
1134 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1135                                     unsigned long action, void *hcpu)
1136 {
1137         long cpu = (long)hcpu;
1138         struct kmem_cache *cachep;
1139         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1140         int node = cpu_to_node(cpu);
1141         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1142
1143         switch (action) {
1144         case CPU_UP_PREPARE:
1145                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1146                 /*
1147                  * We need to do this right in the beginning since
1148                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1149                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1150                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1151                  */
1152
1153                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1154                         /*
1155                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1156                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1157                          * node has not already allocated this
1158                          */
1159                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1160                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1161                                 if (!l3)
1162                                         goto bad;
1163                                 kmem_list3_init(l3);
1164                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1165                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1166
1167                                 /*
1168                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1169                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1170                                  * protection here.
1171                                  */
1172                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1173                         }
1174
1175                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1176                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1177                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1178                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1179                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1180                 }
1181
1182                 /*
1183                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1184                  * array caches
1185                  */
1186                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1187                         struct array_cache *nc;
1188                         struct array_cache *shared;
1189                         struct array_cache **alien;
1190
1191                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1192                                                 cachep->batchcount);
1193                         if (!nc)
1194                                 goto bad;
1195                         shared = alloc_arraycache(node,
1196                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1197                                         0xbaadf00d);
1198                         if (!shared)
1199                                 goto bad;
1200
1201                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1202                         if (!alien)
1203                                 goto bad;
1204                         cachep->array[cpu] = nc;
1205                         l3 = cachep->nodelists[node];
1206                         BUG_ON(!l3);
1207
1208                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1209                         if (!l3->shared) {
1210                                 /*
1211                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1212                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1213                                  */
1214                                 l3->shared = shared;
1215                                 shared = NULL;
1216                         }
1217 #ifdef CONFIG_NUMA
1218                         if (!l3->alien) {
1219                                 l3->alien = alien;
1220                                 alien = NULL;
1221                         }
1222 #endif
1223                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1224                         kfree(shared);
1225                         free_alien_cache(alien);
1226                 }
1227                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1228                 break;
1229         case CPU_ONLINE:
1230                 start_cpu_timer(cpu);
1231                 break;
1232 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1233         case CPU_DEAD:
1234                 /*
1235                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1236                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1237                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1238                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1239                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1240                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1241                  */
1242                 /* fall thru */
1243         case CPU_UP_CANCELED:
1244                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1245                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1246                         struct array_cache *nc;
1247                         struct array_cache *shared;
1248                         struct array_cache **alien;
1249                         cpumask_t mask;
1250
1251                         mask = node_to_cpumask(node);
1252                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1253                         nc = cachep->array[cpu];
1254                         cachep->array[cpu] = NULL;
1255                         l3 = cachep->nodelists[node];
1256
1257                         if (!l3)
1258                                 goto free_array_cache;
1259
1260                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1261
1262                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1263                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1264                         if (nc)
1265                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1266
1267                         if (!cpus_empty(mask)) {
1268                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1269                                 goto free_array_cache;
1270                         }
1271
1272                         shared = l3->shared;
1273                         if (shared) {
1274                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1275                                            l3->shared->avail, node);
1276                                 l3->shared = NULL;
1277                         }
1278
1279                         alien = l3->alien;
1280                         l3->alien = NULL;
1281
1282                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1283
1284                         kfree(shared);
1285                         if (alien) {
1286                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1287                                 free_alien_cache(alien);
1288                         }
1289 free_array_cache:
1290                         kfree(nc);
1291                 }
1292                 /*
1293                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1294                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1295                  * shrink each nodelist to its limit.
1296                  */
1297                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1298                         l3 = cachep->nodelists[node];
1299                         if (!l3)
1300                                 continue;
1301                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1302                 }
1303                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1304                 break;
1305 #endif
1306         }
1307         return NOTIFY_OK;
1308 bad:
1309         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1310         return NOTIFY_BAD;
1311 }
1312
1313 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1314         &cpuup_callback, NULL, 0
1315 };
1316
1317 /*
1318  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1319  */
1320 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1321                         int nodeid)
1322 {
1323         struct kmem_list3 *ptr;
1324
1325         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1326         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1327         BUG_ON(!ptr);
1328
1329         local_irq_disable();
1330         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1331         /*
1332          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1333          */
1334         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1335
1336         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1337         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1338         local_irq_enable();
1339 }
1340
1341 /*
1342  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1343  * before smp_init().
1344  */
1345 void __init kmem_cache_init(void)
1346 {
1347         size_t left_over;
1348         struct cache_sizes *sizes;
1349         struct cache_names *names;
1350         int i;
1351         int order;
1352
1353         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1354                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1355                 if (i < MAX_NUMNODES)
1356                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1357         }
1358
1359         /*
1360          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1361          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1362          */
1363         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1364                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1365
1366         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1367          * from caches that do not exist yet:
1368          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1369          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1370          *    cache_cache is statically allocated.
1371          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1372          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1373          *    array at the end of the bootstrap.
1374          * 2) Create the first kmalloc cache.
1375          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1376          *    An __init data area is used for the head array.
1377          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1378          *    head arrays.
1379          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1380          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1381          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1382          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1383          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1384          */
1385
1386         /* 1) create the cache_cache */
1387         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1388         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1389         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1390         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1391         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1392
1393         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1394                                         cache_line_size());
1395
1396         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1397                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1398                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1399                 if (cache_cache.num)
1400                         break;
1401         }
1402         BUG_ON(!cache_cache.num);
1403         cache_cache.gfporder = order;
1404         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1405         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1406                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1407
1408         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1409         sizes = malloc_sizes;
1410         names = cache_names;
1411
1412         /*
1413          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1414          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1415          * bug.
1416          */
1417
1418         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1419                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1420                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1421                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1422                                         NULL, NULL);
1423
1424         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1425                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1426                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1427                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1428                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1429                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1430                                 NULL, NULL);
1431         }
1432
1433         slab_early_init = 0;
1434
1435         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1436                 /*
1437                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1438                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1439                  * eliminates "false sharing".
1440                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1441                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1442                  */
1443                 if (!sizes->cs_cachep) {
1444                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1445                                         sizes->cs_size,
1446                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1447                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1448                                         NULL, NULL);
1449                 }
1450
1451                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1452                                         sizes->cs_size,
1453                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1454                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1455                                                 SLAB_PANIC,
1456                                         NULL, NULL);
1457                 sizes++;
1458                 names++;
1459         }
1460         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1461         {
1462                 struct array_cache *ptr;
1463
1464                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1465
1466                 local_irq_disable();
1467                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1468                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1469                        sizeof(struct arraycache_init));
1470                 /*
1471                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1472                  */
1473                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1474
1475                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1476                 local_irq_enable();
1477
1478                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1479
1480                 local_irq_disable();
1481                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1482                        != &initarray_generic.cache);
1483                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1484                        sizeof(struct arraycache_init));
1485                 /*
1486                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1487                  */
1488                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1489
1490                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1491                     ptr;
1492                 local_irq_enable();
1493         }
1494         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1495         {
1496                 int node;
1497                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1498                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1499                           numa_node_id());
1500
1501                 for_each_online_node(node) {
1502                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1503                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1504
1505                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1506                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1507                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1508                                           node);
1509                         }
1510                 }
1511         }
1512
1513         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1514         {
1515                 struct kmem_cache *cachep;
1516                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1517                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1518                         if (enable_cpucache(cachep))
1519                                 BUG();
1520                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1521         }
1522
1523         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1524         init_lock_keys();
1525
1526
1527         /* Done! */
1528         g_cpucache_up = FULL;
1529
1530         /*
1531          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1532          * cpu_cache_get for all new cpus
1533          */
1534         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1535
1536         /*
1537          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1538          * of the kernel is not yet operational.
1539          */
1540 }
1541
1542 static int __init cpucache_init(void)
1543 {
1544         int cpu;
1545
1546         /*
1547          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1548          */
1549         for_each_online_cpu(cpu)
1550                 start_cpu_timer(cpu);
1551         return 0;
1552 }
1553 __initcall(cpucache_init);
1554
1555 /*
1556  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1557  *
1558  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1559  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1560  * would be relatively rare and ignorable.
1561  */
1562 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1563 {
1564         struct page *page;
1565         int nr_pages;
1566         int i;
1567
1568 #ifndef CONFIG_MMU
1569         /*
1570          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1571          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1572          */
1573         flags |= __GFP_COMP;
1574 #endif
1575         flags |= cachep->gfpflags;
1576
1577         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1578         if (!page)
1579                 return NULL;
1580
1581         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1582         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1583                 atomic_add(nr_pages, &slab_reclaim_pages);
1584         add_zone_page_state(page_zone(page), NR_SLAB, nr_pages);
1585         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1586                 __SetPageSlab(page + i);
1587         return page_address(page);
1588 }
1589
1590 /*
1591  * Interface to system's page release.
1592  */
1593 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1594 {
1595         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1596         struct page *page = virt_to_page(addr);
1597         const unsigned long nr_freed = i;
1598
1599         sub_zone_page_state(page_zone(page), NR_SLAB, nr_freed);
1600         while (i--) {
1601                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1602                 __ClearPageSlab(page);
1603                 page++;
1604         }
1605         if (current->reclaim_state)
1606                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1607         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1608         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1609                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1610 }
1611
1612 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1613 {
1614         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1615         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1616
1617         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1618         if (OFF_SLAB(cachep))
1619                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1620 }
1621
1622 #if DEBUG
1623
1624 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1625 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1626                             unsigned long caller)
1627 {
1628         int size = obj_size(cachep);
1629
1630         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1631
1632         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1633                 return;
1634
1635         *addr++ = 0x12345678;
1636         *addr++ = caller;
1637         *addr++ = smp_processor_id();
1638         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1639         {
1640                 unsigned long *sptr = &caller;
1641                 unsigned long svalue;
1642
1643                 while (!kstack_end(sptr)) {
1644                         svalue = *sptr++;
1645                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1646                                 *addr++ = svalue;
1647                                 size -= sizeof(unsigned long);
1648                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1649                                         break;
1650                         }
1651                 }
1652
1653         }
1654         *addr++ = 0x87654321;
1655 }
1656 #endif
1657
1658 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1659 {
1660         int size = obj_size(cachep);
1661         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1662
1663         memset(addr, val, size);
1664         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1665 }
1666
1667 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1668 {
1669         int i;
1670         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1671         for (i = 0; i < limit; i++)
1672                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1673         printk("\n");
1674 }
1675 #endif
1676
1677 #if DEBUG
1678
1679 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1680 {
1681         int i, size;
1682         char *realobj;
1683
1684         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1685                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1686                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1687                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1688         }
1689
1690         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1691                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1692                         *dbg_userword(cachep, objp));
1693                 print_symbol("(%s)",
1694                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1695                 printk("\n");
1696         }
1697         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1698         size = obj_size(cachep);
1699         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1700                 int limit;
1701                 limit = 16;
1702                 if (i + limit > size)
1703                         limit = size - i;
1704                 dump_line(realobj, i, limit);
1705         }
1706 }
1707
1708 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1709 {
1710         char *realobj;
1711         int size, i;
1712         int lines = 0;
1713
1714         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1715         size = obj_size(cachep);
1716
1717         for (i = 0; i < size; i++) {
1718                 char exp = POISON_FREE;
1719                 if (i == size - 1)
1720                         exp = POISON_END;
1721                 if (realobj[i] != exp) {
1722                         int limit;
1723                         /* Mismatch ! */
1724                         /* Print header */
1725                         if (lines == 0) {
1726                                 printk(KERN_ERR
1727                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1728                                         realobj, size);
1729                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1730                         }
1731                         /* Hexdump the affected line */
1732                         i = (i / 16) * 16;
1733                         limit = 16;
1734                         if (i + limit > size)
1735                                 limit = size - i;
1736                         dump_line(realobj, i, limit);
1737                         i += 16;
1738                         lines++;
1739                         /* Limit to 5 lines */
1740                         if (lines > 5)
1741                                 break;
1742                 }
1743         }
1744         if (lines != 0) {
1745                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1746                  * exist:
1747                  */
1748                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1749                 unsigned int objnr;
1750
1751                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1752                 if (objnr) {
1753                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1754                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1755                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1756                                realobj, size);
1757                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1758                 }
1759                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1760                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1761                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1762                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1763                                realobj, size);
1764                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1765                 }
1766         }
1767 }
1768 #endif
1769
1770 #if DEBUG
1771 /**
1772  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1773  * @cachep: cache pointer being destroyed
1774  * @slabp: slab pointer being destroyed
1775  *
1776  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1777  * destroyed.
1778  */
1779 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1780 {
1781         int i;
1782         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1783                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1784
1785                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1786 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1787                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1788                                         OFF_SLAB(cachep))
1789                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1790                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1791                         else
1792                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1793 #else
1794                         check_poison_obj(cachep, objp);
1795 #endif
1796                 }
1797                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1798                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1799                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1800                                            "was overwritten");
1801                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1802                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1803                                            "was overwritten");
1804                 }
1805                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1806                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1807         }
1808 }
1809 #else
1810 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1811 {
1812         if (cachep->dtor) {
1813                 int i;
1814                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1815                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1816                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1817                 }
1818         }
1819 }
1820 #endif
1821
1822 /**
1823  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1824  * @cachep: cache pointer being destroyed
1825  * @slabp: slab pointer being destroyed
1826  *
1827  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1828  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1829  * cache-lock is not held/needed.
1830  */
1831 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1832 {
1833         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1834
1835         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1836         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1837                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1838
1839                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1840                 slab_rcu->cachep = cachep;
1841                 slab_rcu->addr = addr;
1842                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1843         } else {
1844                 kmem_freepages(cachep, addr);
1845                 if (OFF_SLAB(cachep))
1846                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1847         }
1848 }
1849
1850 /*
1851  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1852  * size of kmem_list3.
1853  */
1854 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1855 {
1856         int node;
1857
1858         for_each_online_node(node) {
1859                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1860                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1861                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1862                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1863         }
1864 }
1865
1866 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1867 {
1868         int i;
1869         struct kmem_list3 *l3;
1870
1871         for_each_online_cpu(i)
1872             kfree(cachep->array[i]);
1873
1874         /* NUMA: free the list3 structures */
1875         for_each_online_node(i) {
1876                 l3 = cachep->nodelists[i];
1877                 if (l3) {
1878                         kfree(l3->shared);
1879                         free_alien_cache(l3->alien);
1880                         kfree(l3);
1881                 }
1882         }
1883         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1884 }
1885
1886
1887 /**
1888  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1889  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1890  * @size: size of objects to be created in this cache.
1891  * @align: required alignment for the objects.
1892  * @flags: slab allocation flags
1893  *
1894  * Also calculates the number of objects per slab.
1895  *
1896  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1897  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1898  * towards high-order requests, this should be changed.
1899  */
1900 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1901                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1902 {
1903         unsigned long offslab_limit;
1904         size_t left_over = 0;
1905         int gfporder;
1906
1907         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1908                 unsigned int num;
1909                 size_t remainder;
1910
1911                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1912                 if (!num)
1913                         continue;
1914
1915                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1916                         /*
1917                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1918                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1919                          * looping condition in cache_grow().
1920                          */
1921                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1922                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1923
1924                         if (num > offslab_limit)
1925                                 break;
1926                 }
1927
1928                 /* Found something acceptable - save it away */
1929                 cachep->num = num;
1930                 cachep->gfporder = gfporder;
1931                 left_over = remainder;
1932
1933                 /*
1934                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1935                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1936                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1937                  */
1938                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1939                         break;
1940
1941                 /*
1942                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1943                  * currently bad for the gfp()s.
1944                  */
1945                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1946                         break;
1947
1948                 /*
1949                  * Acceptable internal fragmentation?
1950                  */
1951                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1952                         break;
1953         }
1954         return left_over;
1955 }
1956
1957 static int setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1958 {
1959         if (g_cpucache_up == FULL)
1960                 return enable_cpucache(cachep);
1961
1962         if (g_cpucache_up == NONE) {
1963                 /*
1964                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
1965                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
1966                  * further caches will BUG().
1967                  */
1968                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1969
1970                 /*
1971                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
1972                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
1973                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
1974                  */
1975                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1976                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1977                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1978                 else
1979                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1980         } else {
1981                 cachep->array[smp_processor_id()] =
1982                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1983
1984                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1985                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1986                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1987                 } else {
1988                         int node;
1989                         for_each_online_node(node) {
1990                                 cachep->nodelists[node] =
1991                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1992                                                 GFP_KERNEL, node);
1993                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1994                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1995                         }
1996                 }
1997         }
1998         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1999                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2000                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2001
2002         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2003         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2004         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2005         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2006         cachep->batchcount = 1;
2007         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2008         return 0;
2009 }
2010
2011 /**
2012  * kmem_cache_create - Create a cache.
2013  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2014  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2015  * @align: The required alignment for the objects.
2016  * @flags: SLAB flags
2017  * @ctor: A constructor for the objects.
2018  * @dtor: A destructor for the objects.
2019  *
2020  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2021  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2022  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2023  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2024  *
2025  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2026  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2027  *
2028  * The flags are
2029  *
2030  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2031  * to catch references to uninitialised memory.
2032  *
2033  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2034  * for buffer overruns.
2035  *
2036  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2037  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2038  * as davem.
2039  */
2040 struct kmem_cache *
2041 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2042         unsigned long flags,
2043         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2044         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2045 {
2046         size_t left_over, slab_size, ralign;
2047         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2048
2049         /*
2050          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2051          */
2052         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2053             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
2054                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2055                                 name);
2056                 BUG();
2057         }
2058
2059         /*
2060          * Prevent CPUs from coming and going.
2061          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
2062          */
2063         lock_cpu_hotplug();
2064
2065         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2066
2067         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2068                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
2069                 char tmp;
2070                 int res;
2071
2072                 /*
2073                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2074                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2075                  * area of the module.  Print a warning.
2076                  */
2077                 set_fs(KERNEL_DS);
2078                 res = __get_user(tmp, pc->name);
2079                 set_fs(old_fs);
2080                 if (res) {
2081                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2082                                pc->buffer_size);
2083                         continue;
2084                 }
2085
2086                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2087                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2088                         dump_stack();
2089                         goto oops;
2090                 }
2091         }
2092
2093 #if DEBUG
2094         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2095         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
2096                 /* No constructor, but inital state check requested */
2097                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
2098                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
2099                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
2100         }
2101 #if FORCED_DEBUG
2102         /*
2103          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2104          * large objects, if the increased size would increase the object size
2105          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2106          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2107          */
2108         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2109                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2110         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2111                 flags |= SLAB_POISON;
2112 #endif
2113         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2114                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2115 #endif
2116         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2117                 BUG_ON(dtor);
2118
2119         /*
2120          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2121          * isn't available.
2122          */
2123         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2124
2125         /*
2126          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2127          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2128          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2129          */
2130         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2131                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2132                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2133         }
2134
2135         /* calculate the final buffer alignment: */
2136
2137         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2138         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2139                 /*
2140                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2141                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2142                  * one cacheline.
2143                  */
2144                 ralign = cache_line_size();
2145                 while (size <= ralign / 2)
2146                         ralign /= 2;
2147         } else {
2148                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2149         }
2150
2151         /*
2152          * Redzoning and user store require word alignment. Note this will be
2153          * overridden by architecture or caller mandated alignment if either
2154          * is greater than BYTES_PER_WORD.
2155          */
2156         if (flags & SLAB_RED_ZONE || flags & SLAB_STORE_USER)
2157                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2158
2159         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
2160         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2161                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2162                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2163                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2164         }
2165         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
2166         if (ralign < align) {
2167                 ralign = align;
2168                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2169                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2170         }
2171         /*
2172          * 4) Store it.
2173          */
2174         align = ralign;
2175
2176         /* Get cache's description obj. */
2177         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
2178         if (!cachep)
2179                 goto oops;
2180
2181 #if DEBUG
2182         cachep->obj_size = size;
2183
2184         /*
2185          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2186          * into align above.
2187          */
2188         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2189                 /* add space for red zone words */
2190                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2191                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2192         }
2193         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2194                 /* user store requires one word storage behind the end of
2195                  * the real object.
2196                  */
2197                 size += BYTES_PER_WORD;
2198         }
2199 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2200         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2201             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2202                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2203                 size = PAGE_SIZE;
2204         }
2205 #endif
2206 #endif
2207
2208         /*
2209          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2210          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2211          * it too early on.)
2212          */
2213         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2214                 /*
2215                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2216                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2217                  */
2218                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2219
2220         size = ALIGN(size, align);
2221
2222         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2223
2224         if (!cachep->num) {
2225                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2226                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2227                 cachep = NULL;
2228                 goto oops;
2229         }
2230         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2231                           + sizeof(struct slab), align);
2232
2233         /*
2234          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2235          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2236          */
2237         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2238                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2239                 left_over -= slab_size;
2240         }
2241
2242         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2243                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2244                 slab_size =
2245                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2246         }
2247
2248         cachep->colour_off = cache_line_size();
2249         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2250         if (cachep->colour_off < align)
2251                 cachep->colour_off = align;
2252         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2253         cachep->slab_size = slab_size;
2254         cachep->flags = flags;
2255         cachep->gfpflags = 0;
2256         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2257                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2258         cachep->buffer_size = size;
2259
2260         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2261                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2262                 /*
2263                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2264                  * But since we go off slab only for object size greater than
2265                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2266                  * this should not happen at all.
2267                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2268                  */
2269                 BUG_ON(!cachep->slabp_cache);
2270         }
2271         cachep->ctor = ctor;
2272         cachep->dtor = dtor;
2273         cachep->name = name;
2274
2275         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2276                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2277                 cachep = NULL;
2278                 goto oops;
2279         }
2280
2281         /* cache setup completed, link it into the list */
2282         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2283 oops:
2284         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2285                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2286                       name);
2287         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2288         unlock_cpu_hotplug();
2289         return cachep;
2290 }
2291 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2292
2293 #if DEBUG
2294 static void check_irq_off(void)
2295 {
2296         BUG_ON(!irqs_disabled());
2297 }
2298
2299 static void check_irq_on(void)
2300 {
2301         BUG_ON(irqs_disabled());
2302 }
2303
2304 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2305 {
2306 #ifdef CONFIG_SMP
2307         check_irq_off();
2308         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2309 #endif
2310 }
2311
2312 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2313 {
2314 #ifdef CONFIG_SMP
2315         check_irq_off();
2316         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2317 #endif
2318 }
2319
2320 #else
2321 #define check_irq_off() do { } while(0)
2322 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2323 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2324 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2325 #endif
2326
2327 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2328                         struct array_cache *ac,
2329                         int force, int node);
2330
2331 static void do_drain(void *arg)
2332 {
2333         struct kmem_cache *cachep = arg;
2334         struct array_cache *ac;
2335         int node = numa_node_id();
2336
2337         check_irq_off();
2338         ac = cpu_cache_get(cachep);
2339         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2340         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2341         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2342         ac->avail = 0;
2343 }
2344
2345 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2346 {
2347         struct kmem_list3 *l3;
2348         int node;
2349
2350         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2351         check_irq_on();
2352         for_each_online_node(node) {
2353                 l3 = cachep->nodelists[node];
2354                 if (l3 && l3->alien)
2355                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2356         }
2357
2358         for_each_online_node(node) {
2359                 l3 = cachep->nodelists[node];
2360                 if (l3)
2361                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2362         }
2363 }
2364
2365 /*
2366  * Remove slabs from the list of free slabs.
2367  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2368  *
2369  * Returns the actual number of slabs released.
2370  */
2371 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2372                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2373 {
2374         struct list_head *p;
2375         int nr_freed;
2376         struct slab *slabp;
2377
2378         nr_freed = 0;
2379         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2380
2381                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2382                 p = l3->slabs_free.prev;
2383                 if (p == &l3->slabs_free) {
2384                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2385                         goto out;
2386                 }
2387
2388                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2389 #if DEBUG
2390                 BUG_ON(slabp->inuse);
2391 #endif
2392                 list_del(&slabp->list);
2393                 /*
2394                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2395                  * to the cache.
2396                  */
2397                 l3->free_objects -= cache->num;
2398                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2399                 slab_destroy(cache, slabp);
2400                 nr_freed++;
2401         }
2402 out:
2403         return nr_freed;
2404 }
2405
2406 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2407 {
2408         int ret = 0, i = 0;
2409         struct kmem_list3 *l3;
2410
2411         drain_cpu_caches(cachep);
2412
2413         check_irq_on();
2414         for_each_online_node(i) {
2415                 l3 = cachep->nodelists[i];
2416                 if (!l3)
2417                         continue;
2418
2419                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2420
2421                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2422                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2423         }
2424         return (ret ? 1 : 0);
2425 }
2426
2427 /**
2428  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2429  * @cachep: The cache to shrink.
2430  *
2431  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2432  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2433  */
2434 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2435 {
2436         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2437
2438         return __cache_shrink(cachep);
2439 }
2440 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2441
2442 /**
2443  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2444  * @cachep: the cache to destroy
2445  *
2446  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2447  * Returns 0 on success.
2448  *
2449  * It is expected this function will be called by a module when it is
2450  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2451  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2452  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2453  *
2454  * The cache must be empty before calling this function.
2455  *
2456  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2457  * during the kmem_cache_destroy().
2458  */
2459 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2460 {
2461         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2462
2463         /* Don't let CPUs to come and go */
2464         lock_cpu_hotplug();
2465
2466         /* Find the cache in the chain of caches. */
2467         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2468         /*
2469          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2470          */
2471         list_del(&cachep->next);
2472         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2473
2474         if (__cache_shrink(cachep)) {
2475                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2476                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2477                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2478                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2479                 unlock_cpu_hotplug();
2480                 return 1;
2481         }
2482
2483         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2484                 synchronize_rcu();
2485
2486         __kmem_cache_destroy(cachep);
2487         unlock_cpu_hotplug();
2488         return 0;
2489 }
2490 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2491
2492 /*
2493  * Get the memory for a slab management obj.
2494  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2495  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2496  * come from the same cache which is getting created because,
2497  * when we are searching for an appropriate cache for these
2498  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2499  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2500  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2501  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2502  */
2503 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2504                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2505                                    int nodeid)
2506 {
2507         struct slab *slabp;
2508
2509         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2510                 /* Slab management obj is off-slab. */
2511                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2512                                               local_flags, nodeid);
2513                 if (!slabp)
2514                         return NULL;
2515         } else {
2516                 slabp = objp + colour_off;
2517                 colour_off += cachep->slab_size;
2518         }
2519         slabp->inuse = 0;
2520         slabp->colouroff = colour_off;
2521         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2522         slabp->nodeid = nodeid;
2523         return slabp;
2524 }
2525
2526 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2527 {
2528         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2529 }
2530
2531 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2532                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2533 {
2534         int i;
2535
2536         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2537                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2538 #if DEBUG
2539                 /* need to poison the objs? */
2540                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2541                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2542                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2543                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2544
2545                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2546                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2547                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2548                 }
2549                 /*
2550                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2551                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2552                  * They must also be threaded.
2553                  */
2554                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2555                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2556                                      ctor_flags);
2557
2558                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2559                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2560                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2561                                            " end of an object");
2562                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2563                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2564                                            " start of an object");
2565                 }
2566                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2567                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2568                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2569                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2570 #else
2571                 if (cachep->ctor)
2572                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2573 #endif
2574                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2575         }
2576         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2577         slabp->free = 0;
2578 }
2579
2580 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2581 {
2582         if (flags & SLAB_DMA)
2583                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2584         else
2585                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2586 }
2587
2588 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2589                                 int nodeid)
2590 {
2591         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2592         kmem_bufctl_t next;
2593
2594         slabp->inuse++;
2595         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2596 #if DEBUG
2597         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2598         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2599 #endif
2600         slabp->free = next;
2601
2602         return objp;
2603 }
2604
2605 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2606                                 void *objp, int nodeid)
2607 {
2608         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2609
2610 #if DEBUG
2611         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2612         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2613
2614         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2615                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2616                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2617                 BUG();
2618         }
2619 #endif
2620         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2621         slabp->free = objnr;
2622         slabp->inuse--;
2623 }
2624
2625 /*
2626  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2627  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2628  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2629  */
2630 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2631                            void *addr)
2632 {
2633         int nr_pages;
2634         struct page *page;
2635
2636         page = virt_to_page(addr);
2637
2638         nr_pages = 1;
2639         if (likely(!PageCompound(page)))
2640                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2641
2642         do {
2643                 page_set_cache(page, cache);
2644                 page_set_slab(page, slab);
2645                 page++;
2646         } while (--nr_pages);
2647 }
2648
2649 /*
2650  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2651  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2652  */
2653 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2654 {
2655         struct slab *slabp;
2656         void *objp;
2657         size_t offset;
2658         gfp_t local_flags;
2659         unsigned long ctor_flags;
2660         struct kmem_list3 *l3;
2661
2662         /*
2663          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2664          * critical path in kmem_cache_alloc().
2665          */
2666         BUG_ON(flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW));
2667         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2668                 return 0;
2669
2670         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2671         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2672         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2673                 /*
2674                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2675                  * this - it might need to know...
2676                  */
2677                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2678
2679         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2680         check_irq_off();
2681         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2682         spin_lock(&l3->list_lock);
2683
2684         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2685         offset = l3->colour_next;
2686         l3->colour_next++;
2687         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2688                 l3->colour_next = 0;
2689         spin_unlock(&l3->list_lock);
2690
2691         offset *= cachep->colour_off;
2692
2693         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2694                 local_irq_enable();
2695
2696         /*
2697          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2698          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2699          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2700          * will eventually be caught here (where it matters).
2701          */
2702         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2703
2704         /*
2705          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2706          * 'nodeid'.
2707          */
2708         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2709         if (!objp)
2710                 goto failed;
2711
2712         /* Get slab management. */
2713         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags, nodeid);
2714         if (!slabp)
2715                 goto opps1;
2716
2717         slabp->nodeid = nodeid;
2718         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2719
2720         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2721
2722         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2723                 local_irq_disable();
2724         check_irq_off();
2725         spin_lock(&l3->list_lock);
2726
2727         /* Make slab active. */
2728         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2729         STATS_INC_GROWN(cachep);
2730         l3->free_objects += cachep->num;
2731         spin_unlock(&l3->list_lock);
2732         return 1;
2733 opps1:
2734         kmem_freepages(cachep, objp);
2735 failed:
2736         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2737                 local_irq_disable();
2738         return 0;
2739 }
2740
2741 #if DEBUG
2742
2743 /*
2744  * Perform extra freeing checks:
2745  * - detect bad pointers.
2746  * - POISON/RED_ZONE checking
2747  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2748  */
2749 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2750 {
2751         struct page *page;
2752
2753         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2754                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2755                        (unsigned long)objp);
2756                 BUG();
2757         }
2758         page = virt_to_page(objp);
2759         if (!PageSlab(page)) {
2760                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2761                        (unsigned long)objp);
2762                 BUG();
2763         }
2764 }
2765
2766 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2767 {
2768         unsigned long redzone1, redzone2;
2769
2770         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2771         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2772
2773         /*
2774          * Redzone is ok.
2775          */
2776         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2777                 return;
2778
2779         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2780                 slab_error(cache, "double free detected");
2781         else
2782                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2783
2784         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2785                         obj, redzone1, redzone2);
2786 }
2787
2788 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2789                                    void *caller)
2790 {
2791         struct page *page;
2792         unsigned int objnr;
2793         struct slab *slabp;
2794
2795         objp -= obj_offset(cachep);
2796         kfree_debugcheck(objp);
2797         page = virt_to_page(objp);
2798
2799         slabp = page_get_slab(page);
2800
2801         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2802                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2803                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2804                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2805         }
2806         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2807                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2808
2809         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2810
2811         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2812         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2813
2814         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2815                 /*
2816                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2817                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2818                  * the cache-lock held.
2819                  */
2820                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2821                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2822         }
2823         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2824                 /* we want to cache poison the object,
2825                  * call the destruction callback
2826                  */
2827                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2828         }
2829 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2830         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2831 #endif
2832         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2833 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2834                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2835                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2836                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2837                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2838                 } else {
2839                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2840                 }
2841 #else
2842                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2843 #endif
2844         }
2845         return objp;
2846 }
2847
2848 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2849 {
2850         kmem_bufctl_t i;
2851         int entries = 0;
2852
2853         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2854         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2855                 entries++;
2856                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2857                         goto bad;
2858         }
2859         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2860 bad:
2861                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2862                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2863                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2864                 for (i = 0;
2865                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2866                      i++) {
2867                         if (i % 16 == 0)
2868                                 printk("\n%03x:", i);
2869                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2870                 }
2871                 printk("\n");
2872                 BUG();
2873         }
2874 }
2875 #else
2876 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2877 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2878 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2879 #endif
2880
2881 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2882 {
2883         int batchcount;
2884         struct kmem_list3 *l3;
2885         struct array_cache *ac;
2886
2887         check_irq_off();
2888         ac = cpu_cache_get(cachep);
2889 retry:
2890         batchcount = ac->batchcount;
2891         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2892                 /*
2893                  * If there was little recent activity on this cache, then
2894                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2895                  * refill bouncing.
2896                  */
2897                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2898         }
2899         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2900
2901         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2902         spin_lock(&l3->list_lock);
2903
2904         /* See if we can refill from the shared array */
2905         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2906                 goto alloc_done;
2907
2908         while (batchcount > 0) {
2909                 struct list_head *entry;
2910                 struct slab *slabp;
2911                 /* Get slab alloc is to come from. */
2912                 entry = l3->slabs_partial.next;
2913                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2914                         l3->free_touched = 1;
2915                         entry = l3->slabs_free.next;
2916                         if (entry == &l3->slabs_free)
2917                                 goto must_grow;
2918                 }
2919
2920                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2921                 check_slabp(cachep, slabp);
2922                 check_spinlock_acquired(cachep);
2923                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2924                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2925                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2926                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2927
2928                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2929                                                             numa_node_id());
2930                 }
2931                 check_slabp(cachep, slabp);
2932
2933                 /* move slabp to correct slabp list: */
2934                 list_del(&slabp->list);
2935                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2936                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2937                 else
2938                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2939         }
2940
2941 must_grow:
2942         l3->free_objects -= ac->avail;
2943 alloc_done:
2944         spin_unlock(&l3->list_lock);
2945
2946         if (unlikely(!ac->avail)) {
2947                 int x;
2948                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2949
2950                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2951                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2952                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2953                         return NULL;
2954
2955                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2956                         goto retry;
2957         }
2958         ac->touched = 1;
2959         return ac->entry[--ac->avail];
2960 }
2961
2962 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2963                                                 gfp_t flags)
2964 {
2965         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2966 #if DEBUG
2967         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2968 #endif
2969 }
2970
2971 #if DEBUG
2972 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2973                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
2974 {
2975         if (!objp)
2976                 return objp;
2977         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2978 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2979                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2980                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2981                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2982                 else
2983                         check_poison_obj(cachep, objp);
2984 #else
2985                 check_poison_obj(cachep, objp);
2986 #endif
2987                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2988         }
2989         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2990                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2991
2992         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2993                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2994                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2995                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2996                                                 " object was overwritten");
2997                         printk(KERN_ERR
2998                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
2999                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3000                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3001                 }
3002                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3003                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3004         }
3005 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3006         {
3007                 struct slab *slabp;
3008                 unsigned objnr;
3009
3010                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
3011                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3012                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3013         }
3014 #endif
3015         objp += obj_offset(cachep);
3016         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
3017                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
3018
3019                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
3020                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
3021
3022                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
3023         }
3024         return objp;
3025 }
3026 #else
3027 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3028 #endif
3029
3030 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3031 {
3032         void *objp;
3033         struct array_cache *ac;
3034
3035 #ifdef CONFIG_NUMA
3036         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3037                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
3038                 if (objp != NULL)
3039                         return objp;
3040         }
3041 #endif
3042
3043         check_irq_off();
3044         ac = cpu_cache_get(cachep);
3045         if (likely(ac->avail)) {
3046                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3047                 ac->touched = 1;
3048                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3049         } else {
3050                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3051                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3052         }
3053         return objp;
3054 }
3055
3056 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
3057                                                 gfp_t flags, void *caller)
3058 {
3059         unsigned long save_flags;
3060         void *objp;
3061
3062         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3063
3064         local_irq_save(save_flags);
3065         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
3066         local_irq_restore(save_flags);
3067         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
3068                                             caller);
3069         prefetchw(objp);
3070         return objp;
3071 }
3072
3073 #ifdef CONFIG_NUMA
3074 /*
3075  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3076  *
3077  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3078  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3079  */
3080 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3081 {
3082         int nid_alloc, nid_here;
3083
3084         if (in_interrupt())
3085                 return NULL;
3086         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3087         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3088                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3089         else if (current->mempolicy)
3090                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3091         if (nid_alloc != nid_here)
3092                 return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3093         return NULL;
3094 }
3095
3096 /*
3097  * A interface to enable slab creation on nodeid
3098  */
3099 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3100                                 int nodeid)
3101 {
3102         struct list_head *entry;
3103         struct slab *slabp;
3104         struct kmem_list3 *l3;
3105         void *obj;
3106         int x;
3107
3108         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3109         BUG_ON(!l3);
3110
3111 retry:
3112         check_irq_off();
3113         spin_lock(&l3->list_lock);
3114         entry = l3->slabs_partial.next;
3115         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3116                 l3->free_touched = 1;
3117                 entry = l3->slabs_free.next;
3118                 if (entry == &l3->slabs_free)
3119                         goto must_grow;
3120         }
3121
3122         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3123         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3124         check_slabp(cachep, slabp);
3125
3126         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3127         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3128         STATS_SET_HIGH(cachep);
3129
3130         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3131
3132         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3133         check_slabp(cachep, slabp);
3134         l3->free_objects--;
3135         /* move slabp to correct slabp list: */
3136         list_del(&slabp->list);
3137
3138         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3139                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3140         else
3141                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3142
3143         spin_unlock(&l3->list_lock);
3144         goto done;
3145
3146 must_grow:
3147         spin_unlock(&l3->list_lock);
3148         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
3149
3150         if (!x)
3151                 return NULL;
3152
3153         goto retry;
3154 done:
3155         return obj;
3156 }
3157 #endif
3158
3159 /*
3160  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3161  */
3162 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3163                        int node)
3164 {
3165         int i;
3166         struct kmem_list3 *l3;
3167
3168         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3169                 void *objp = objpp[i];
3170                 struct slab *slabp;
3171
3172                 slabp = virt_to_slab(objp);
3173                 l3 = cachep->nodelists[node];
3174                 list_del(&slabp->list);
3175                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3176                 check_slabp(cachep, slabp);
3177                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3178                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3179                 l3->free_objects++;
3180                 check_slabp(cachep, slabp);
3181
3182                 /* fixup slab chains */
3183                 if (slabp->inuse == 0) {
3184                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3185                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3186                                 /* No need to drop any previously held
3187                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3188                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3189                                  * a different cache, refer to comments before
3190                                  * alloc_slabmgmt.
3191                                  */
3192                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3193                         } else {
3194                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3195                         }
3196                 } else {
3197                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3198                          * partial list on free - maximum time for the
3199                          * other objects to be freed, too.
3200                          */
3201                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3202                 }
3203         }
3204 }
3205
3206 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3207 {
3208         int batchcount;
3209         struct kmem_list3 *l3;
3210         int node = numa_node_id();
3211
3212         batchcount = ac->batchcount;
3213 #if DEBUG
3214         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3215 #endif
3216         check_irq_off();
3217         l3 = cachep->nodelists[node];
3218         spin_lock(&l3->list_lock);
3219         if (l3->shared) {
3220                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3221                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3222                 if (max) {
3223                         if (batchcount > max)
3224                                 batchcount = max;
3225                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3226                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3227                         shared_array->avail += batchcount;
3228                         goto free_done;
3229                 }
3230         }
3231
3232         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3233 free_done:
3234 #if STATS
3235         {
3236                 int i = 0;
3237                 struct list_head *p;
3238
3239                 p = l3->slabs_free.next;
3240                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3241                         struct slab *slabp;
3242
3243                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3244                         BUG_ON(slabp->inuse);
3245
3246                         i++;
3247                         p = p->next;
3248                 }
3249                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3250         }
3251 #endif
3252         spin_unlock(&l3->list_lock);
3253         ac->avail -= batchcount;
3254         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3255 }
3256
3257 /*
3258  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3259  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3260  */
3261 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3262 {
3263         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3264
3265         check_irq_off();
3266         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3267
3268         if (cache_free_alien(cachep, objp))
3269                 return;
3270
3271         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3272                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3273                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3274                 return;
3275         } else {
3276                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3277                 cache_flusharray(cachep, ac);
3278                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3279         }
3280 }
3281
3282 /**
3283  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3284  * @cachep: The cache to allocate from.
3285  * @flags: See kmalloc().
3286  *
3287  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3288  * if the cache has no available objects.
3289  */
3290 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3291 {
3292         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3293 }
3294 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3295
3296 /**
3297  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3298  * @cache: The cache to allocate from.
3299  * @flags: See kmalloc().
3300  *
3301  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3302  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3303  */
3304 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3305 {
3306         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3307         if (ret)
3308                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3309         return ret;
3310 }
3311 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3312
3313 /**
3314  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3315  *      be a slab entry.
3316  * @cachep: the cache we're checking against
3317  * @ptr: pointer to validate
3318  *
3319  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3320  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3321  * part of the slab cache in question, but it at least
3322  * validates that the pointer can be dereferenced and
3323  * looks half-way sane.
3324  *
3325  * Currently only used for dentry validation.
3326  */
3327 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3328 {
3329         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3330         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3331         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3332         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3333         struct page *page;
3334
3335         if (unlikely(addr < min_addr))
3336                 goto out;
3337         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3338                 goto out;
3339         if (unlikely(addr & align_mask))
3340                 goto out;
3341         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3342                 goto out;
3343         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3344                 goto out;
3345         page = virt_to_page(ptr);
3346         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3347                 goto out;
3348         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3349                 goto out;
3350         return 1;
3351 out:
3352         return 0;
3353 }
3354
3355 #ifdef CONFIG_NUMA
3356 /**
3357  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3358  * @cachep: The cache to allocate from.
3359  * @flags: See kmalloc().
3360  * @nodeid: node number of the target node.
3361  *
3362  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3363  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3364  * can improve the performance for cpu bound structures.
3365  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3366  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3367  */
3368 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3369 {
3370         unsigned long save_flags;
3371         void *ptr;
3372
3373         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3374         local_irq_save(save_flags);
3375
3376         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3377                         !cachep->nodelists[nodeid])
3378                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3379         else
3380                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3381         local_irq_restore(save_flags);
3382
3383         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3384                                            __builtin_return_address(0));
3385
3386         return ptr;
3387 }
3388 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3389
3390 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3391 {
3392         struct kmem_cache *cachep;
3393
3394         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3395         if (unlikely(cachep == NULL))
3396                 return NULL;
3397         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3398 }
3399 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3400 #endif
3401
3402 /**
3403  * __do_kmalloc - allocate memory
3404  * @size: how many bytes of memory are required.
3405  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3406  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3407  */
3408 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3409                                           void *caller)
3410 {
3411         struct kmem_cache *cachep;
3412
3413         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3414          * __ with kmem_.
3415          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3416          * functions.
3417          */
3418         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3419         if (unlikely(cachep == NULL))
3420                 return NULL;
3421         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3422 }
3423
3424
3425 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3426 {
3427 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3428         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3429 #else
3430         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3431 #endif
3432 }
3433 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3434
3435 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3436 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3437 {
3438         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3439 }
3440 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3441 #endif
3442
3443 #ifdef CONFIG_SMP
3444 /**
3445  * percpu_depopulate - depopulate per-cpu data for given cpu
3446  * @__pdata: per-cpu data to depopulate
3447  * @cpu: depopulate per-cpu data for this cpu
3448  *
3449  * Depopulating per-cpu data for a cpu going offline would be a typical
3450  * use case. You need to register a cpu hotplug handler for that purpose.
3451  */
3452 void percpu_depopulate(void *__pdata, int cpu)
3453 {
3454         struct percpu_data *pdata = __percpu_disguise(__pdata);
3455         if (pdata->ptrs[cpu]) {
3456                 kfree(pdata->ptrs[cpu]);
3457                 pdata->ptrs[cpu] = NULL;
3458         }
3459 }
3460 EXPORT_SYMBOL_GPL(percpu_depopulate);
3461
3462 /**
3463  * percpu_depopulate_mask - depopulate per-cpu data for some cpu's
3464  * @__pdata: per-cpu data to depopulate
3465  * @mask: depopulate per-cpu data for cpu's selected through mask bits
3466  */
3467 void __percpu_depopulate_mask(void *__pdata, cpumask_t *mask)
3468 {
3469         int cpu;
3470         for_each_cpu_mask(cpu, *mask)
3471                 percpu_depopulate(__pdata, cpu);
3472 }
3473 EXPORT_SYMBOL_GPL(__percpu_depopulate_mask);
3474
3475 /**
3476  * percpu_populate - populate per-cpu data for given cpu
3477  * @__pdata: per-cpu data to populate further
3478  * @size: size of per-cpu object
3479  * @gfp: may sleep or not etc.
3480  * @cpu: populate per-data for this cpu
3481  *
3482  * Populating per-cpu data for a cpu coming online would be a typical
3483  * use case. You need to register a cpu hotplug handler for that purpose.
3484  * Per-cpu object is populated with zeroed buffer.
3485  */
3486 void *percpu_populate(void *__pdata, size_t size, gfp_t gfp, int cpu)
3487 {
3488         struct percpu_data *pdata = __percpu_disguise(__pdata);
3489         int node = cpu_to_node(cpu);
3490
3491         BUG_ON(pdata->ptrs[cpu]);
3492         if (node_online(node)) {
3493                 /* FIXME: kzalloc_node(size, gfp, node) */
3494                 pdata->ptrs[cpu] = kmalloc_node(size, gfp, node);
3495                 if (pdata->ptrs[cpu])
3496                         memset(pdata->ptrs[cpu], 0, size);
3497         } else
3498                 pdata->ptrs[cpu] = kzalloc(size, gfp);
3499         return pdata->ptrs[cpu];
3500 }
3501 EXPORT_SYMBOL_GPL(percpu_populate);
3502
3503 /**
3504  * percpu_populate_mask - populate per-cpu data for more cpu's
3505  * @__pdata: per-cpu data to populate further
3506  * @size: size of per-cpu object
3507  * @gfp: may sleep or not etc.
3508  * @mask: populate per-cpu data for cpu's selected through mask bits
3509  *
3510  * Per-cpu objects are populated with zeroed buffers.
3511  */
3512 int __percpu_populate_mask(void *__pdata, size_t size, gfp_t gfp,
3513                            cpumask_t *mask)
3514 {
3515         cpumask_t populated = CPU_MASK_NONE;
3516         int cpu;
3517
3518         for_each_cpu_mask(cpu, *mask)
3519                 if (unlikely(!percpu_populate(__pdata, size, gfp, cpu))) {
3520                         __percpu_depopulate_mask(__pdata, &populated);
3521                         return -ENOMEM;
3522                 } else
3523                         cpu_set(cpu, populated);
3524         return 0;
3525 }
3526 EXPORT_SYMBOL_GPL(__percpu_populate_mask);
3527
3528 /**
3529  * percpu_alloc_mask - initial setup of per-cpu data
3530  * @size: size of per-cpu object
3531  * @gfp: may sleep or not etc.
3532  * @mask: populate per-data for cpu's selected through mask bits
3533  *
3534  * Populating per-cpu data for all online cpu's would be a typical use case,
3535  * which is simplified by the percpu_alloc() wrapper.
3536  * Per-cpu objects are populated with zeroed buffers.
3537  */
3538 void *__percpu_alloc_mask(size_t size, gfp_t gfp, cpumask_t *mask)
3539 {
3540         void *pdata = kzalloc(sizeof(struct percpu_data), gfp);
3541         void *__pdata = __percpu_disguise(pdata);
3542
3543         if (unlikely(!pdata))
3544                 return NULL;
3545         if (likely(!__percpu_populate_mask(__pdata, size, gfp, mask)))
3546                 return __pdata;
3547         kfree(pdata);
3548         return NULL;
3549 }
3550 EXPORT_SYMBOL_GPL(__percpu_alloc_mask);
3551
3552 /**
3553  * percpu_free - final cleanup of per-cpu data
3554  * @__pdata: object to clean up
3555  *
3556  * We simply clean up any per-cpu object left. No need for the client to
3557  * track and specify through a bis mask which per-cpu objects are to free.
3558  */
3559 void percpu_free(void *__pdata)
3560 {
3561         __percpu_depopulate_mask(__pdata, &cpu_possible_map);
3562         kfree(__percpu_disguise(__pdata));
3563 }
3564 EXPORT_SYMBOL_GPL(percpu_free);
3565 #endif  /* CONFIG_SMP */
3566
3567 /**
3568  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3569  * @cachep: The cache the allocation was from.
3570  * @objp: The previously allocated object.
3571  *
3572  * Free an object which was previously allocated from this
3573  * cache.
3574  */
3575 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3576 {
3577         unsigned long flags;
3578
3579         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3580
3581         local_irq_save(flags);
3582         __cache_free(cachep, objp);
3583         local_irq_restore(flags);
3584 }
3585 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3586
3587 /**
3588  * kfree - free previously allocated memory
3589  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3590  *
3591  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3592  *
3593  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3594  * or you will run into trouble.
3595  */
3596 void kfree(const void *objp)
3597 {
3598         struct kmem_cache *c;
3599         unsigned long flags;
3600
3601         if (unlikely(!objp))
3602                 return;
3603         local_irq_save(flags);
3604         kfree_debugcheck(objp);
3605         c = virt_to_cache(objp);
3606         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3607         __cache_free(c, (void *)objp);
3608         local_irq_restore(flags);
3609 }
3610 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3611
3612 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3613 {
3614         return obj_size(cachep);
3615 }
3616 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3617
3618 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3619 {
3620         return cachep->name;
3621 }
3622 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3623
3624 /*
3625  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3626  */
3627 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3628 {
3629         int node;
3630         struct kmem_list3 *l3;
3631         struct array_cache *new_shared;
3632         struct array_cache **new_alien;
3633
3634         for_each_online_node(node) {
3635
3636                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3637                 if (!new_alien)
3638                         goto fail;
3639
3640                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3641                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3642                                         0xbaadf00d);
3643                 if (!new_shared) {
3644                         free_alien_cache(new_alien);
3645                         goto fail;
3646                 }
3647
3648                 l3 = cachep->nodelists[node];
3649                 if (l3) {
3650                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3651
3652                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3653
3654                         if (shared)
3655                                 free_block(cachep, shared->entry,
3656                                                 shared->avail, node);
3657
3658                         l3->shared = new_shared;
3659                         if (!l3->alien) {
3660                                 l3->alien = new_alien;
3661                                 new_alien = NULL;
3662                         }
3663                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3664                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3665                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3666                         kfree(shared);
3667                         free_alien_cache(new_alien);
3668                         continue;
3669                 }
3670                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3671                 if (!l3) {
3672                         free_alien_cache(new_alien);
3673                         kfree(new_shared);
3674                         goto fail;
3675                 }
3676
3677                 kmem_list3_init(l3);
3678                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3679                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3680                 l3->shared = new_shared;
3681                 l3->alien = new_alien;
3682                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3683                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3684                 cachep->nodelists[node] = l3;
3685         }
3686         return 0;
3687
3688 fail:
3689         if (!cachep->next.next) {
3690                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3691                 node--;
3692                 while (node >= 0) {
3693                         if (cachep->nodelists[node]) {
3694                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3695
3696                                 kfree(l3->shared);
3697                                 free_alien_cache(l3->alien);
3698                                 kfree(l3);
3699                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3700                         }
3701                         node--;
3702                 }
3703         }
3704         return -ENOMEM;
3705 }
3706
3707 struct ccupdate_struct {
3708         struct kmem_cache *cachep;
3709         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3710 };
3711
3712 static void do_ccupdate_local(void *info)
3713 {
3714         struct ccupdate_struct *new = info;
3715         struct array_cache *old;
3716
3717         check_irq_off();
3718         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3719
3720         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3721         new->new[smp_processor_id()] = old;
3722 }
3723
3724 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3725 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3726                                 int batchcount, int shared)
3727 {
3728         struct ccupdate_struct *new;
3729         int i;
3730
3731         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3732         if (!new)
3733                 return -ENOMEM;
3734
3735         for_each_online_cpu(i) {
3736                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3737                                                 batchcount);
3738                 if (!new->new[i]) {
3739                         for (i--; i >= 0; i--)
3740                                 kfree(new->new[i]);
3741                         kfree(new);
3742                         return -ENOMEM;
3743                 }
3744         }
3745         new->cachep = cachep;
3746
3747         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3748
3749         check_irq_on();
3750         cachep->batchcount = batchcount;
3751         cachep->limit = limit;
3752         cachep->shared = shared;
3753
3754         for_each_online_cpu(i) {
3755                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3756                 if (!ccold)
3757                         continue;
3758                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3759                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3760                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3761                 kfree(ccold);
3762         }
3763         kfree(new);
3764         return alloc_kmemlist(cachep);
3765 }
3766
3767 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3768 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3769 {
3770         int err;
3771         int limit, shared;
3772
3773         /*
3774          * The head array serves three purposes:
3775          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3776          * - reduce the number of spinlock operations.
3777          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3778          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3779          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3780          * Bonwick.
3781          */
3782         if (cachep->buffer_size > 131072)
3783                 limit = 1;
3784         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3785                 limit = 8;
3786         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3787                 limit = 24;
3788         else if (cachep->buffer_size > 256)
3789                 limit = 54;
3790         else
3791                 limit = 120;
3792
3793         /*
3794          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3795          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3796          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3797          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3798          * replaces Bonwick's magazine layer.
3799          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3800          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3801          */
3802         shared = 0;
3803 #ifdef CONFIG_SMP
3804         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3805                 shared = 8;
3806 #endif
3807
3808 #if DEBUG
3809         /*
3810          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3811          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3812          */
3813         if (limit > 32)
3814                 limit = 32;
3815 #endif
3816         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3817         if (err)
3818                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3819                        cachep->name, -err);
3820         return err;
3821 }
3822
3823 /*
3824  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3825  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3826  * if drain_array() is used on the shared array.
3827  */
3828 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3829                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3830 {
3831         int tofree;
3832
3833         if (!ac || !ac->avail)
3834                 return;
3835         if (ac->touched && !force) {
3836                 ac->touched = 0;
3837         } else {
3838                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3839                 if (ac->avail) {
3840                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3841                         if (tofree > ac->avail)
3842                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3843                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3844                         ac->avail -= tofree;
3845                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3846                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3847                 }
3848                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3849         }
3850 }
3851
3852 /**
3853  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3854  * @unused: unused parameter
3855  *
3856  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3857  * Purpose:
3858  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3859  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3860  *
3861  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3862  * again on the next iteration.
3863  */
3864 static void cache_reap(void *unused)
3865 {
3866         struct kmem_cache *searchp;
3867         struct kmem_list3 *l3;
3868         int node = numa_node_id();
3869
3870         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3871                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3872                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3873                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3874                 return;
3875         }
3876
3877         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
3878                 check_irq_on();
3879
3880                 /*
3881                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3882                  * have established with reasonable certainty that
3883                  * we can do some work if the lock was obtained.
3884                  */
3885                 l3 = searchp->nodelists[node];
3886
3887                 reap_alien(searchp, l3);
3888
3889                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3890
3891                 /*
3892                  * These are racy checks but it does not matter
3893                  * if we skip one check or scan twice.
3894                  */
3895                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3896                         goto next;
3897
3898                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3899
3900                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3901
3902                 if (l3->free_touched)
3903                         l3->free_touched = 0;
3904                 else {
3905                         int freed;
3906
3907                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
3908                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3909                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3910                 }
3911 next:
3912                 cond_resched();
3913         }
3914         check_irq_on();
3915         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3916         next_reap_node();
3917         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
3918         /* Set up the next iteration */
3919         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3920 }
3921
3922 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3923
3924 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3925 {
3926         /*
3927          * Output format version, so at least we can change it
3928          * without _too_ many complaints.
3929          */
3930 #if STATS
3931         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3932 #else
3933         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3934 #endif
3935         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3936                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3937         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3938         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3939 #if STATS
3940         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3941                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
3942         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3943 #endif
3944         seq_putc(m, '\n');
3945 }
3946
3947 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3948 {
3949         loff_t n = *pos;
3950         struct list_head *p;
3951
3952         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3953         if (!n)
3954                 print_slabinfo_header(m);
3955         p = cache_chain.next;
3956         while (n--) {
3957                 p = p->next;
3958                 if (p == &cache_chain)
3959                         return NULL;
3960         }
3961         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3962 }
3963
3964 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3965 {
3966         struct kmem_cache *cachep = p;
3967         ++*pos;
3968         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3969                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3970 }
3971
3972 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3973 {
3974         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3975 }
3976
3977 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3978 {
3979         struct kmem_cache *cachep = p;
3980         struct slab *slabp;
3981         unsigned long active_objs;
3982         unsigned long num_objs;
3983         unsigned long active_slabs = 0;
3984         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3985         const char *name;
3986         char *error = NULL;
3987         int node;
3988         struct kmem_list3 *l3;
3989
3990         active_objs = 0;
3991         num_slabs = 0;
3992         for_each_online_node(node) {
3993                 l3 = cachep->nodelists[node];
3994                 if (!l3)
3995                         continue;
3996
3997                 check_irq_on();
3998                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3999
4000                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4001                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4002                                 error = "slabs_full accounting error";
4003                         active_objs += cachep->num;
4004                         active_slabs++;
4005                 }
4006                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4007                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4008                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4009                         if (!slabp->inuse && !error)
4010                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4011                         active_objs += slabp->inuse;
4012                         active_slabs++;
4013                 }
4014                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4015                         if (slabp->inuse && !error)
4016                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4017                         num_slabs++;
4018                 }
4019                 free_objects += l3->free_objects;
4020                 if (l3->shared)
4021                         shared_avail += l3->shared->avail;
4022
4023                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4024         }
4025         num_slabs += active_slabs;
4026         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4027         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4028                 error = "free_objects accounting error";
4029
4030         name = cachep->name;
4031         if (error)
4032                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4033
4034         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4035                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4036                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4037         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4038                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4039         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4040                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4041 #if STATS
4042         {                       /* list3 stats */
4043                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4044                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4045                 unsigned long grown = cachep->grown;
4046                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4047                 unsigned long errors = cachep->errors;
4048                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4049                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4050                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4051                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4052
4053                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4054                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4055                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4056                                 node_frees, overflows);
4057         }
4058         /* cpu stats */
4059         {
4060                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4061                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4062                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4063                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4064
4065                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4066                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4067         }
4068 #endif
4069         seq_putc(m, '\n');
4070         return 0;
4071 }
4072
4073 /*
4074  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4075  *
4076  * Output layout:
4077  * cache-name
4078  * num-active-objs
4079  * total-objs
4080  * object size
4081  * num-active-slabs
4082  * total-slabs
4083  * num-pages-per-slab
4084  * + further values on SMP and with statistics enabled
4085  */
4086
4087 struct seq_operations slabinfo_op = {
4088         .start = s_start,
4089         .next = s_next,
4090         .stop = s_stop,
4091         .show = s_show,
4092 };
4093
4094 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4095 /**
4096  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4097  * @file: unused
4098  * @buffer: user buffer
4099  * @count: data length
4100  * @ppos: unused
4101  */
4102 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4103                        size_t count, loff_t *ppos)
4104 {
4105         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4106         int limit, batchcount, shared, res;
4107         struct kmem_cache *cachep;
4108
4109         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4110                 return -EINVAL;
4111         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4112                 return -EFAULT;
4113         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4114
4115         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4116         if (!tmp)
4117                 return -EINVAL;
4118         *tmp = '\0';
4119         tmp++;
4120         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4121                 return -EINVAL;
4122
4123         /* Find the cache in the chain of caches. */
4124         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4125         res = -EINVAL;
4126         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4127                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4128                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4129                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4130                                 res = 0;
4131                         } else {
4132                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4133                                                        batchcount, shared);
4134                         }
4135                         break;
4136                 }
4137         }
4138         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4139         if (res >= 0)
4140                 res = count;
4141         return res;
4142 }
4143
4144 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4145
4146 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4147 {
4148         loff_t n = *pos;
4149         struct list_head *p;
4150
4151         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4152         p = cache_chain.next;
4153         while (n--) {
4154                 p = p->next;
4155                 if (p == &cache_chain)
4156                         return NULL;
4157         }
4158         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4159 }
4160
4161 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4162 {
4163         unsigned long *p;
4164         int l;
4165         if (!v)
4166                 return 1;
4167         l = n[1];
4168         p = n + 2;
4169         while (l) {
4170                 int i = l/2;
4171                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4172                 if (*q == v) {
4173                         q[1]++;
4174                         return 1;
4175                 }
4176                 if (*q > v) {
4177                         l = i;
4178                 } else {
4179                         p = q + 2;
4180                         l -= i + 1;
4181                 }
4182         }
4183         if (++n[1] == n[0])
4184                 return 0;
4185         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4186         p[0] = v;
4187         p[1] = 1;
4188         return 1;
4189 }
4190
4191 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4192 {
4193         void *p;
4194         int i;
4195         if (n[0] == n[1])
4196                 return;
4197         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4198                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4199                         continue;
4200                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4201                         return;
4202         }
4203 }
4204
4205 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4206 {
4207 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4208         char *modname;
4209         const char *name;
4210         unsigned long offset, size;
4211         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4212
4213         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4214
4215         if (name) {
4216                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4217                 if (modname)
4218                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4219                 return;
4220         }
4221 #endif
4222         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4223 }
4224
4225 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4226 {
4227         struct kmem_cache *cachep = p;
4228         struct slab *slabp;
4229         struct kmem_list3 *l3;
4230         const char *name;
4231         unsigned long *n = m->private;
4232         int node;
4233         int i;
4234
4235         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4236                 return 0;
4237         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4238                 return 0;
4239
4240         /* OK, we can do it */
4241
4242         n[1] = 0;
4243
4244         for_each_online_node(node) {
4245                 l3 = cachep->nodelists[node];
4246                 if (!l3)
4247                         continue;
4248
4249                 check_irq_on();
4250                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4251
4252                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4253                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4254                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4255                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4256                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4257         }
4258         name = cachep->name;
4259         if (n[0] == n[1]) {
4260                 /* Increase the buffer size */
4261                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4262                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4263                 if (!m->private) {
4264                         /* Too bad, we are really out */
4265                         m->private = n;
4266                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4267                         return -ENOMEM;
4268                 }
4269                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4270                 kfree(n);
4271                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4272                 /* Now make sure this entry will be retried */
4273                 m->count = m->size;
4274                 return 0;
4275         }
4276         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4277                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4278                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4279                 seq_putc(m, '\n');
4280         }
4281
4282         return 0;
4283 }
4284
4285 struct seq_operations slabstats_op = {
4286         .start = leaks_start,
4287         .next = s_next,
4288         .stop = s_stop,
4289         .show = leaks_show,
4290 };
4291 #endif
4292 #endif
4293
4294 /**
4295  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4296  * @objp: Pointer to the object
4297  *
4298  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4299  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4300  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4301  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4302  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4303  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4304  * must not be freed during the duration of the call.
4305  */
4306 unsigned int ksize(const void *objp)
4307 {
4308         if (unlikely(objp == NULL))
4309                 return 0;
4310
4311         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4312 }