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