mm/memory_hotplug.c must #include "internal.h"
[linux-2.6] / 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 initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/uaccess.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/fault-inject.h>
111 #include        <linux/rtmutex.h>
112 #include        <linux/reciprocal_div.h>
113
114 #include        <asm/cacheflush.h>
115 #include        <asm/tlbflush.h>
116 #include        <asm/page.h>
117
118 /*
119  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; 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 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
141
142 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
143 /*
144  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
145  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
146  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
147  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
148  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
149  * ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
150  * Note that increasing this value may disable some debug features.
151  */
152 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
153 #endif
154
155 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
156 /*
157  * Enforce a minimum alignment for all caches.
158  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
159  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
160  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
161  * some debug features.
162  */
163 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
164 #endif
165
166 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
167 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
168 #endif
169
170 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
171 #if DEBUG
172 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
173                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
174                          SLAB_CACHE_DMA | \
175                          SLAB_STORE_USER | \
176                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
177                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
178 #else
179 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
180                          SLAB_CACHE_DMA | \
181                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
182                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
183 #endif
184
185 /*
186  * kmem_bufctl_t:
187  *
188  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
189  * linked offsets.
190  *
191  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
192  * slab an object belongs to.
193  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
194  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
195  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
196  * that does not use off-slab slabs.
197  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
198  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
199  * to have too many per slab.
200  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
201  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
202  */
203
204 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
205 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
206 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
207 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
208 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
209
210 /*
211  * struct slab
212  *
213  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
214  * for a slab, or allocated from an general cache.
215  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
216  */
217 struct slab {
218         struct list_head list;
219         unsigned long colouroff;
220         void *s_mem;            /* including colour offset */
221         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
222         kmem_bufctl_t free;
223         unsigned short nodeid;
224 };
225
226 /*
227  * struct slab_rcu
228  *
229  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
230  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
231  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
232  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
233  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
234  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
235  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
236  *
237  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
238  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
239  *
240  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
241  */
242 struct slab_rcu {
243         struct rcu_head head;
244         struct kmem_cache *cachep;
245         void *addr;
246 };
247
248 /*
249  * struct array_cache
250  *
251  * Purpose:
252  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
253  * - reduce the number of linked list operations
254  * - reduce spinlock operations
255  *
256  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
257  * footprint.
258  *
259  */
260 struct array_cache {
261         unsigned int avail;
262         unsigned int limit;
263         unsigned int batchcount;
264         unsigned int touched;
265         spinlock_t lock;
266         void *entry[];  /*
267                          * Must have this definition in here for the proper
268                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
269                          * the entries.
270                          */
271 };
272
273 /*
274  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
275  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
276  */
277 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
278 struct arraycache_init {
279         struct array_cache cache;
280         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
281 };
282
283 /*
284  * The slab lists for all objects.
285  */
286 struct kmem_list3 {
287         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
288         struct list_head slabs_full;
289         struct list_head slabs_free;
290         unsigned long free_objects;
291         unsigned int free_limit;
292         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
293         spinlock_t list_lock;
294         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
295         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
296         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
297         int free_touched;               /* updated without locking */
298 };
299
300 /*
301  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
302  */
303 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
304 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
305 #define CACHE_CACHE 0
306 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
307 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
308
309 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
310                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
311 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
312                         int node);
313 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
314 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
315
316 /*
317  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
318  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
319  */
320 static __always_inline int index_of(const size_t size)
321 {
322         extern void __bad_size(void);
323
324         if (__builtin_constant_p(size)) {
325                 int i = 0;
326
327 #define CACHE(x) \
328         if (size <=x) \
329                 return i; \
330         else \
331                 i++;
332 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
333 #undef CACHE
334                 __bad_size();
335         } else
336                 __bad_size();
337         return 0;
338 }
339
340 static int slab_early_init = 1;
341
342 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
343 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
344
345 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
346 {
347         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
348         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
349         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
350         parent->shared = NULL;
351         parent->alien = NULL;
352         parent->colour_next = 0;
353         spin_lock_init(&parent->list_lock);
354         parent->free_objects = 0;
355         parent->free_touched = 0;
356 }
357
358 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
359         do {                                                            \
360                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
361                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
362         } while (0)
363
364 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
365         do {                                                            \
366         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
367         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
368         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
369         } while (0)
370
371 /*
372  * struct kmem_cache
373  *
374  * manages a cache.
375  */
376
377 struct kmem_cache {
378 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
379         struct array_cache *array[NR_CPUS];
380 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
381         unsigned int batchcount;
382         unsigned int limit;
383         unsigned int shared;
384
385         unsigned int buffer_size;
386         u32 reciprocal_buffer_size;
387 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
388
389         unsigned int flags;             /* constant flags */
390         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
391
392 /* 4) cache_grow/shrink */
393         /* order of pgs per slab (2^n) */
394         unsigned int gfporder;
395
396         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
397         gfp_t gfpflags;
398
399         size_t colour;                  /* cache colouring range */
400         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
401         struct kmem_cache *slabp_cache;
402         unsigned int slab_size;
403         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
404
405         /* constructor func */
406         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *);
407
408 /* 5) cache creation/removal */
409         const char *name;
410         struct list_head next;
411
412 /* 6) statistics */
413 #if STATS
414         unsigned long num_active;
415         unsigned long num_allocations;
416         unsigned long high_mark;
417         unsigned long grown;
418         unsigned long reaped;
419         unsigned long errors;
420         unsigned long max_freeable;
421         unsigned long node_allocs;
422         unsigned long node_frees;
423         unsigned long node_overflow;
424         atomic_t allochit;
425         atomic_t allocmiss;
426         atomic_t freehit;
427         atomic_t freemiss;
428 #endif
429 #if DEBUG
430         /*
431          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
432          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
433          * object size including these internal fields, the following two
434          * variables contain the offset to the user object and its size.
435          */
436         int obj_offset;
437         int obj_size;
438 #endif
439         /*
440          * We put nodelists[] at the end of kmem_cache, because we want to size
441          * this array to nr_node_ids slots instead of MAX_NUMNODES
442          * (see kmem_cache_init())
443          * We still use [MAX_NUMNODES] and not [1] or [0] because cache_cache
444          * is statically defined, so we reserve the max number of nodes.
445          */
446         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
447         /*
448          * Do not add fields after nodelists[]
449          */
450 };
451
452 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
453 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
454
455 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
456 /*
457  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
458  * cpucache drain/refill cycles.
459  *
460  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
461  * which could lock up otherwise freeable slabs.
462  */
463 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
464 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
465
466 #if STATS
467 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
468 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
469 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
470 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
471 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
472 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
473         do {                                                            \
474                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
475                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
476         } while (0)
477 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
478 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
479 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
480 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
481 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
482         do {                                                            \
483                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
484                         (x)->max_freeable = i;                          \
485         } while (0)
486 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
487 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
488 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
489 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
490 #else
491 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
492 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
493 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
494 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
495 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
496 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
497 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
498 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
499 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
500 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
501 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
502 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
503 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
504 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
505 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
506 #endif
507
508 #if DEBUG
509
510 /*
511  * memory layout of objects:
512  * 0            : objp
513  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
514  *              the end of an object is aligned with the end of the real
515  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
516  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
517  *              redzone word.
518  * cachep->obj_offset: The real object.
519  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
520  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
521  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
522  */
523 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
524 {
525         return cachep->obj_offset;
526 }
527
528 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
529 {
530         return cachep->obj_size;
531 }
532
533 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
534 {
535         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
536         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
537                                       sizeof(unsigned long long));
538 }
539
540 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
541 {
542         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
543         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
544                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
545                                               sizeof(unsigned long long) -
546                                               REDZONE_ALIGN);
547         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
548                                        sizeof(unsigned long long));
549 }
550
551 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
552 {
553         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
554         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
555 }
556
557 #else
558
559 #define obj_offset(x)                   0
560 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
561 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
562 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
563 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
564
565 #endif
566
567 /*
568  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
569  */
570 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
571 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
572 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
573
574 /*
575  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
576  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
577  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
578  */
579 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
580 {
581         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
582 }
583
584 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
585 {
586         page = compound_head(page);
587         BUG_ON(!PageSlab(page));
588         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
589 }
590
591 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
592 {
593         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
594 }
595
596 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
597 {
598         BUG_ON(!PageSlab(page));
599         return (struct slab *)page->lru.prev;
600 }
601
602 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
603 {
604         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
605         return page_get_cache(page);
606 }
607
608 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
609 {
610         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
611         return page_get_slab(page);
612 }
613
614 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
615                                  unsigned int idx)
616 {
617         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
618 }
619
620 /*
621  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
622  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
623  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
624  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
625  */
626 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
627                                         const struct slab *slab, void *obj)
628 {
629         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
630         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
631 }
632
633 /*
634  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
635  */
636 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
637 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
638 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
639         CACHE(ULONG_MAX)
640 #undef CACHE
641 };
642 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
643
644 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
645 struct cache_names {
646         char *name;
647         char *name_dma;
648 };
649
650 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
651 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
652 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
653         {NULL,}
654 #undef CACHE
655 };
656
657 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
658     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
659 static struct arraycache_init initarray_generic =
660     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
661
662 /* internal cache of cache description objs */
663 static struct kmem_cache cache_cache = {
664         .batchcount = 1,
665         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
666         .shared = 1,
667         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
668         .name = "kmem_cache",
669 };
670
671 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
672
673 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
674
675 /*
676  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
677  * for other slabs "off slab".
678  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
679  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
680  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
681  *
682  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
683  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
684  * then comes back up during hotplug
685  */
686 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
687 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
688
689 static inline void init_lock_keys(void)
690
691 {
692         int q;
693         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
694
695         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
696                 for_each_node(q) {
697                         struct array_cache **alc;
698                         int r;
699                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
700                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
701                                 continue;
702                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
703                         alc = l3->alien;
704                         /*
705                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
706                          * should go away when common slab code is taught to
707                          * work even without alien caches.
708                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
709                          * for alloc_alien_cache,
710                          */
711                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
712                                 continue;
713                         for_each_node(r) {
714                                 if (alc[r])
715                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
716                                              &on_slab_alc_key);
717                         }
718                 }
719                 s++;
720         }
721 }
722 #else
723 static inline void init_lock_keys(void)
724 {
725 }
726 #endif
727
728 /*
729  * Guard access to the cache-chain.
730  */
731 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
732 static struct list_head cache_chain;
733
734 /*
735  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
736  * until the general caches are up.
737  */
738 static enum {
739         NONE,
740         PARTIAL_AC,
741         PARTIAL_L3,
742         FULL
743 } g_cpucache_up;
744
745 /*
746  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
747  */
748 int slab_is_available(void)
749 {
750         return g_cpucache_up == FULL;
751 }
752
753 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
754
755 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
756 {
757         return cachep->array[smp_processor_id()];
758 }
759
760 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
761                                                         gfp_t gfpflags)
762 {
763         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
764
765 #if DEBUG
766         /* This happens if someone tries to call
767          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
768          * the generic caches are initialized.
769          */
770         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
771 #endif
772         if (!size)
773                 return ZERO_SIZE_PTR;
774
775         while (size > csizep->cs_size)
776                 csizep++;
777
778         /*
779          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
780          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
781          * for large kmalloc calls required.
782          */
783 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
784         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
785                 return csizep->cs_dmacachep;
786 #endif
787         return csizep->cs_cachep;
788 }
789
790 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
791 {
792         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
793 }
794
795 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
796 {
797         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
798 }
799
800 /*
801  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
802  */
803 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
804                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
805                            unsigned int *num)
806 {
807         int nr_objs;
808         size_t mgmt_size;
809         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
810
811         /*
812          * The slab management structure can be either off the slab or
813          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
814          * slab is used for:
815          *
816          * - The struct slab
817          * - One kmem_bufctl_t for each object
818          * - Padding to respect alignment of @align
819          * - @buffer_size bytes for each object
820          *
821          * If the slab management structure is off the slab, then the
822          * alignment will already be calculated into the size. Because
823          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
824          * correct alignment when allocated.
825          */
826         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
827                 mgmt_size = 0;
828                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
829
830                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
831                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
832         } else {
833                 /*
834                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
835                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
836                  * least @align. In the worst case, this result will
837                  * be one greater than the number of objects that fit
838                  * into the memory allocation when taking the padding
839                  * into account.
840                  */
841                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
842                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
843
844                 /*
845                  * This calculated number will be either the right
846                  * amount, or one greater than what we want.
847                  */
848                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
849                        > slab_size)
850                         nr_objs--;
851
852                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
853                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
854
855                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
856         }
857         *num = nr_objs;
858         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
859 }
860
861 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
862
863 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
864                         char *msg)
865 {
866         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
867                function, cachep->name, msg);
868         dump_stack();
869 }
870
871 /*
872  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
873  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
874  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
875  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
876  * line
877   */
878
879 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
880 static int numa_platform __read_mostly = 1;
881 static int __init noaliencache_setup(char *s)
882 {
883         use_alien_caches = 0;
884         return 1;
885 }
886 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
887
888 #ifdef CONFIG_NUMA
889 /*
890  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
891  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
892  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
893  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
894  */
895 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
896
897 static void init_reap_node(int cpu)
898 {
899         int node;
900
901         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
902         if (node == MAX_NUMNODES)
903                 node = first_node(node_online_map);
904
905         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
906 }
907
908 static void next_reap_node(void)
909 {
910         int node = __get_cpu_var(reap_node);
911
912         node = next_node(node, node_online_map);
913         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
914                 node = first_node(node_online_map);
915         __get_cpu_var(reap_node) = node;
916 }
917
918 #else
919 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
920 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
921 #endif
922
923 /*
924  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
925  * via the workqueue/eventd.
926  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
927  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
928  * lock.
929  */
930 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
931 {
932         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
933
934         /*
935          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
936          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
937          * at that time.
938          */
939         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
940                 init_reap_node(cpu);
941                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
942                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
943                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
944         }
945 }
946
947 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
948                                             int batchcount)
949 {
950         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
951         struct array_cache *nc = NULL;
952
953         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
954         if (nc) {
955                 nc->avail = 0;
956                 nc->limit = entries;
957                 nc->batchcount = batchcount;
958                 nc->touched = 0;
959                 spin_lock_init(&nc->lock);
960         }
961         return nc;
962 }
963
964 /*
965  * Transfer objects in one arraycache to another.
966  * Locking must be handled by the caller.
967  *
968  * Return the number of entries transferred.
969  */
970 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
971                 struct array_cache *from, unsigned int max)
972 {
973         /* Figure out how many entries to transfer */
974         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
975
976         if (!nr)
977                 return 0;
978
979         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
980                         sizeof(void *) *nr);
981
982         from->avail -= nr;
983         to->avail += nr;
984         to->touched = 1;
985         return nr;
986 }
987
988 #ifndef CONFIG_NUMA
989
990 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
991 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
992
993 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
994 {
995         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
996 }
997
998 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
999 {
1000 }
1001
1002 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1003 {
1004         return 0;
1005 }
1006
1007 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1008                 gfp_t flags)
1009 {
1010         return NULL;
1011 }
1012
1013 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1014                  gfp_t flags, int nodeid)
1015 {
1016         return NULL;
1017 }
1018
1019 #else   /* CONFIG_NUMA */
1020
1021 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1022 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1023
1024 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1025 {
1026         struct array_cache **ac_ptr;
1027         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1028         int i;
1029
1030         if (limit > 1)
1031                 limit = 12;
1032         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1033         if (ac_ptr) {
1034                 for_each_node(i) {
1035                         if (i == node || !node_online(i)) {
1036                                 ac_ptr[i] = NULL;
1037                                 continue;
1038                         }
1039                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1040                         if (!ac_ptr[i]) {
1041                                 for (i--; i >= 0; i--)
1042                                         kfree(ac_ptr[i]);
1043                                 kfree(ac_ptr);
1044                                 return NULL;
1045                         }
1046                 }
1047         }
1048         return ac_ptr;
1049 }
1050
1051 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1052 {
1053         int i;
1054
1055         if (!ac_ptr)
1056                 return;
1057         for_each_node(i)
1058             kfree(ac_ptr[i]);
1059         kfree(ac_ptr);
1060 }
1061
1062 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1063                                 struct array_cache *ac, int node)
1064 {
1065         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1066
1067         if (ac->avail) {
1068                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1069                 /*
1070                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1071                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1072                  * into the free lists and getting them back later.
1073                  */
1074                 if (rl3->shared)
1075                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1076
1077                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1078                 ac->avail = 0;
1079                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1080         }
1081 }
1082
1083 /*
1084  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1085  */
1086 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1087 {
1088         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1089
1090         if (l3->alien) {
1091                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1092
1093                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1094                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1095                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1096                 }
1097         }
1098 }
1099
1100 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1101                                 struct array_cache **alien)
1102 {
1103         int i = 0;
1104         struct array_cache *ac;
1105         unsigned long flags;
1106
1107         for_each_online_node(i) {
1108                 ac = alien[i];
1109                 if (ac) {
1110                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1111                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1112                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1113                 }
1114         }
1115 }
1116
1117 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1118 {
1119         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1120         int nodeid = slabp->nodeid;
1121         struct kmem_list3 *l3;
1122         struct array_cache *alien = NULL;
1123         int node;
1124
1125         node = numa_node_id();
1126
1127         /*
1128          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1129          * cache on this cpu.
1130          */
1131         if (likely(slabp->nodeid == node))
1132                 return 0;
1133
1134         l3 = cachep->nodelists[node];
1135         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1136         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1137                 alien = l3->alien[nodeid];
1138                 spin_lock(&alien->lock);
1139                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1140                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1141                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1142                 }
1143                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1144                 spin_unlock(&alien->lock);
1145         } else {
1146                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1147                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1148                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1149         }
1150         return 1;
1151 }
1152 #endif
1153
1154 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1155 {
1156         struct kmem_cache *cachep;
1157         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1158         int node = cpu_to_node(cpu);
1159         node_to_cpumask_ptr(mask, node);
1160
1161         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1162                 struct array_cache *nc;
1163                 struct array_cache *shared;
1164                 struct array_cache **alien;
1165
1166                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1167                 nc = cachep->array[cpu];
1168                 cachep->array[cpu] = NULL;
1169                 l3 = cachep->nodelists[node];
1170
1171                 if (!l3)
1172                         goto free_array_cache;
1173
1174                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1175
1176                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1177                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1178                 if (nc)
1179                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1180
1181                 if (!cpus_empty(*mask)) {
1182                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1183                         goto free_array_cache;
1184                 }
1185
1186                 shared = l3->shared;
1187                 if (shared) {
1188                         free_block(cachep, shared->entry,
1189                                    shared->avail, node);
1190                         l3->shared = NULL;
1191                 }
1192
1193                 alien = l3->alien;
1194                 l3->alien = NULL;
1195
1196                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1197
1198                 kfree(shared);
1199                 if (alien) {
1200                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1201                         free_alien_cache(alien);
1202                 }
1203 free_array_cache:
1204                 kfree(nc);
1205         }
1206         /*
1207          * In the previous loop, all the objects were freed to
1208          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1209          * shrink each nodelist to its limit.
1210          */
1211         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1212                 l3 = cachep->nodelists[node];
1213                 if (!l3)
1214                         continue;
1215                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1216         }
1217 }
1218
1219 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1220 {
1221         struct kmem_cache *cachep;
1222         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1223         int node = cpu_to_node(cpu);
1224         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1225
1226         /*
1227          * We need to do this right in the beginning since
1228          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1229          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1230          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1231          */
1232
1233         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1234                 /*
1235                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1236                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1237                  * node has not already allocated this
1238                  */
1239                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1240                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1241                         if (!l3)
1242                                 goto bad;
1243                         kmem_list3_init(l3);
1244                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1245                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1246
1247                         /*
1248                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1249                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1250                          * protection here.
1251                          */
1252                         cachep->nodelists[node] = l3;
1253                 }
1254
1255                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1256                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1257                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1258                         cachep->batchcount + cachep->num;
1259                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1260         }
1261
1262         /*
1263          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1264          * array caches
1265          */
1266         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1267                 struct array_cache *nc;
1268                 struct array_cache *shared = NULL;
1269                 struct array_cache **alien = NULL;
1270
1271                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1272                                         cachep->batchcount);
1273                 if (!nc)
1274                         goto bad;
1275                 if (cachep->shared) {
1276                         shared = alloc_arraycache(node,
1277                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1278                                 0xbaadf00d);
1279                         if (!shared) {
1280                                 kfree(nc);
1281                                 goto bad;
1282                         }
1283                 }
1284                 if (use_alien_caches) {
1285                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1286                         if (!alien) {
1287                                 kfree(shared);
1288                                 kfree(nc);
1289                                 goto bad;
1290                         }
1291                 }
1292                 cachep->array[cpu] = nc;
1293                 l3 = cachep->nodelists[node];
1294                 BUG_ON(!l3);
1295
1296                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1297                 if (!l3->shared) {
1298                         /*
1299                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1300                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1301                          */
1302                         l3->shared = shared;
1303                         shared = NULL;
1304                 }
1305 #ifdef CONFIG_NUMA
1306                 if (!l3->alien) {
1307                         l3->alien = alien;
1308                         alien = NULL;
1309                 }
1310 #endif
1311                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1312                 kfree(shared);
1313                 free_alien_cache(alien);
1314         }
1315         return 0;
1316 bad:
1317         cpuup_canceled(cpu);
1318         return -ENOMEM;
1319 }
1320
1321 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1322                                     unsigned long action, void *hcpu)
1323 {
1324         long cpu = (long)hcpu;
1325         int err = 0;
1326
1327         switch (action) {
1328         case CPU_UP_PREPARE:
1329         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1330                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1331                 err = cpuup_prepare(cpu);
1332                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1333                 break;
1334         case CPU_ONLINE:
1335         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1336                 start_cpu_timer(cpu);
1337                 break;
1338 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1339         case CPU_DOWN_PREPARE:
1340         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1341                 /*
1342                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1343                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1344                  * anything expensive but will only modify reap_work
1345                  * and reschedule the timer.
1346                 */
1347                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(reap_work, cpu));
1348                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1349                 per_cpu(reap_work, cpu).work.func = NULL;
1350                 break;
1351         case CPU_DOWN_FAILED:
1352         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1353                 start_cpu_timer(cpu);
1354                 break;
1355         case CPU_DEAD:
1356         case CPU_DEAD_FROZEN:
1357                 /*
1358                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1359                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1360                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1361                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1362                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1363                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1364                  */
1365                 /* fall through */
1366 #endif
1367         case CPU_UP_CANCELED:
1368         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1369                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1370                 cpuup_canceled(cpu);
1371                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1372                 break;
1373         }
1374         return err ? NOTIFY_BAD : NOTIFY_OK;
1375 }
1376
1377 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1378         &cpuup_callback, NULL, 0
1379 };
1380
1381 /*
1382  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1383  */
1384 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1385                         int nodeid)
1386 {
1387         struct kmem_list3 *ptr;
1388
1389         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1390         BUG_ON(!ptr);
1391
1392         local_irq_disable();
1393         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1394         /*
1395          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1396          */
1397         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1398
1399         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1400         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1401         local_irq_enable();
1402 }
1403
1404 /*
1405  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1406  * size of kmem_list3.
1407  */
1408 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1409 {
1410         int node;
1411
1412         for_each_online_node(node) {
1413                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1414                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1415                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1416                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1417         }
1418 }
1419
1420 /*
1421  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1422  * before smp_init().
1423  */
1424 void __init kmem_cache_init(void)
1425 {
1426         size_t left_over;
1427         struct cache_sizes *sizes;
1428         struct cache_names *names;
1429         int i;
1430         int order;
1431         int node;
1432
1433         if (num_possible_nodes() == 1) {
1434                 use_alien_caches = 0;
1435                 numa_platform = 0;
1436         }
1437
1438         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1439                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1440                 if (i < MAX_NUMNODES)
1441                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1442         }
1443         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1444
1445         /*
1446          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1447          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1448          */
1449         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1450                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1451
1452         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1453          * from caches that do not exist yet:
1454          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1455          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1456          *    cache_cache is statically allocated.
1457          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1458          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1459          *    array at the end of the bootstrap.
1460          * 2) Create the first kmalloc cache.
1461          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1462          *    An __init data area is used for the head array.
1463          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1464          *    head arrays.
1465          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1466          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1467          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1468          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1469          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1470          */
1471
1472         node = numa_node_id();
1473
1474         /* 1) create the cache_cache */
1475         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1476         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1477         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1478         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1479         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1480
1481         /*
1482          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1483          * can be less than MAX_NUMNODES.
1484          */
1485         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1486                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1487 #if DEBUG
1488         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1489 #endif
1490         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1491                                         cache_line_size());
1492         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1493                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1494
1495         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1496                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1497                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1498                 if (cache_cache.num)
1499                         break;
1500         }
1501         BUG_ON(!cache_cache.num);
1502         cache_cache.gfporder = order;
1503         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1504         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1505                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1506
1507         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1508         sizes = malloc_sizes;
1509         names = cache_names;
1510
1511         /*
1512          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1513          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1514          * bug.
1515          */
1516
1517         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1518                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1519                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1520                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1521                                         NULL);
1522
1523         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1524                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1525                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1526                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1527                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1528                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1529                                 NULL);
1530         }
1531
1532         slab_early_init = 0;
1533
1534         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1535                 /*
1536                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1537                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1538                  * eliminates "false sharing".
1539                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1540                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1541                  */
1542                 if (!sizes->cs_cachep) {
1543                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1544                                         sizes->cs_size,
1545                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1546                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1547                                         NULL);
1548                 }
1549 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1550                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1551                                         names->name_dma,
1552                                         sizes->cs_size,
1553                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1554                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1555                                                 SLAB_PANIC,
1556                                         NULL);
1557 #endif
1558                 sizes++;
1559                 names++;
1560         }
1561         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1562         {
1563                 struct array_cache *ptr;
1564
1565                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1566
1567                 local_irq_disable();
1568                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1569                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1570                        sizeof(struct arraycache_init));
1571                 /*
1572                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1573                  */
1574                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1575
1576                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1577                 local_irq_enable();
1578
1579                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1580
1581                 local_irq_disable();
1582                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1583                        != &initarray_generic.cache);
1584                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1585                        sizeof(struct arraycache_init));
1586                 /*
1587                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1588                  */
1589                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1590
1591                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1592                     ptr;
1593                 local_irq_enable();
1594         }
1595         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1596         {
1597                 int nid;
1598
1599                 for_each_online_node(nid) {
1600                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1601
1602                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1603                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1604
1605                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1606                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1607                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1608                         }
1609                 }
1610         }
1611
1612         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1613         {
1614                 struct kmem_cache *cachep;
1615                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1616                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1617                         if (enable_cpucache(cachep))
1618                                 BUG();
1619                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1620         }
1621
1622         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1623         init_lock_keys();
1624
1625
1626         /* Done! */
1627         g_cpucache_up = FULL;
1628
1629         /*
1630          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1631          * cpu_cache_get for all new cpus
1632          */
1633         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1634
1635         /*
1636          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1637          * of the kernel is not yet operational.
1638          */
1639 }
1640
1641 static int __init cpucache_init(void)
1642 {
1643         int cpu;
1644
1645         /*
1646          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1647          */
1648         for_each_online_cpu(cpu)
1649                 start_cpu_timer(cpu);
1650         return 0;
1651 }
1652 __initcall(cpucache_init);
1653
1654 /*
1655  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1656  *
1657  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1658  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1659  * would be relatively rare and ignorable.
1660  */
1661 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1662 {
1663         struct page *page;
1664         int nr_pages;
1665         int i;
1666
1667 #ifndef CONFIG_MMU
1668         /*
1669          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1670          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1671          */
1672         flags |= __GFP_COMP;
1673 #endif
1674
1675         flags |= cachep->gfpflags;
1676         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1677                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1678
1679         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1680         if (!page)
1681                 return NULL;
1682
1683         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1684         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1685                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1686                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1687         else
1688                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1689                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1690         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1691                 __SetPageSlab(page + i);
1692         return page_address(page);
1693 }
1694
1695 /*
1696  * Interface to system's page release.
1697  */
1698 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1699 {
1700         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1701         struct page *page = virt_to_page(addr);
1702         const unsigned long nr_freed = i;
1703
1704         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1705                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1706                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1707         else
1708                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1709                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1710         while (i--) {
1711                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1712                 __ClearPageSlab(page);
1713                 page++;
1714         }
1715         if (current->reclaim_state)
1716                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1717         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1718 }
1719
1720 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1721 {
1722         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1723         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1724
1725         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1726         if (OFF_SLAB(cachep))
1727                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1728 }
1729
1730 #if DEBUG
1731
1732 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1733 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1734                             unsigned long caller)
1735 {
1736         int size = obj_size(cachep);
1737
1738         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1739
1740         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1741                 return;
1742
1743         *addr++ = 0x12345678;
1744         *addr++ = caller;
1745         *addr++ = smp_processor_id();
1746         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1747         {
1748                 unsigned long *sptr = &caller;
1749                 unsigned long svalue;
1750
1751                 while (!kstack_end(sptr)) {
1752                         svalue = *sptr++;
1753                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1754                                 *addr++ = svalue;
1755                                 size -= sizeof(unsigned long);
1756                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1757                                         break;
1758                         }
1759                 }
1760
1761         }
1762         *addr++ = 0x87654321;
1763 }
1764 #endif
1765
1766 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1767 {
1768         int size = obj_size(cachep);
1769         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1770
1771         memset(addr, val, size);
1772         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1773 }
1774
1775 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1776 {
1777         int i;
1778         unsigned char error = 0;
1779         int bad_count = 0;
1780
1781         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1782         for (i = 0; i < limit; i++) {
1783                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1784                         error = data[offset + i];
1785                         bad_count++;
1786                 }
1787                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1788         }
1789         printk("\n");
1790
1791         if (bad_count == 1) {
1792                 error ^= POISON_FREE;
1793                 if (!(error & (error - 1))) {
1794                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1795                                         "bad RAM.\n");
1796 #ifdef CONFIG_X86
1797                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1798                                         "test tool.\n");
1799 #else
1800                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1801 #endif
1802                 }
1803         }
1804 }
1805 #endif
1806
1807 #if DEBUG
1808
1809 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1810 {
1811         int i, size;
1812         char *realobj;
1813
1814         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1815                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1816                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1817                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1818         }
1819
1820         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1821                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1822                         *dbg_userword(cachep, objp));
1823                 print_symbol("(%s)",
1824                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1825                 printk("\n");
1826         }
1827         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1828         size = obj_size(cachep);
1829         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1830                 int limit;
1831                 limit = 16;
1832                 if (i + limit > size)
1833                         limit = size - i;
1834                 dump_line(realobj, i, limit);
1835         }
1836 }
1837
1838 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1839 {
1840         char *realobj;
1841         int size, i;
1842         int lines = 0;
1843
1844         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1845         size = obj_size(cachep);
1846
1847         for (i = 0; i < size; i++) {
1848                 char exp = POISON_FREE;
1849                 if (i == size - 1)
1850                         exp = POISON_END;
1851                 if (realobj[i] != exp) {
1852                         int limit;
1853                         /* Mismatch ! */
1854                         /* Print header */
1855                         if (lines == 0) {
1856                                 printk(KERN_ERR
1857                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1858                                         cachep->name, realobj, size);
1859                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1860                         }
1861                         /* Hexdump the affected line */
1862                         i = (i / 16) * 16;
1863                         limit = 16;
1864                         if (i + limit > size)
1865                                 limit = size - i;
1866                         dump_line(realobj, i, limit);
1867                         i += 16;
1868                         lines++;
1869                         /* Limit to 5 lines */
1870                         if (lines > 5)
1871                                 break;
1872                 }
1873         }
1874         if (lines != 0) {
1875                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1876                  * exist:
1877                  */
1878                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1879                 unsigned int objnr;
1880
1881                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1882                 if (objnr) {
1883                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1884                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1885                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1886                                realobj, size);
1887                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1888                 }
1889                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1890                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1891                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1892                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1893                                realobj, size);
1894                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1895                 }
1896         }
1897 }
1898 #endif
1899
1900 #if DEBUG
1901 /**
1902  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1903  * @cachep: cache pointer being destroyed
1904  * @slabp: slab pointer being destroyed
1905  *
1906  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1907  * destroyed.
1908  */
1909 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1910 {
1911         int i;
1912         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1913                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1914
1915                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1916 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1917                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1918                                         OFF_SLAB(cachep))
1919                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1920                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1921                         else
1922                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1923 #else
1924                         check_poison_obj(cachep, objp);
1925 #endif
1926                 }
1927                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1928                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1929                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1930                                            "was overwritten");
1931                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1932                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1933                                            "was overwritten");
1934                 }
1935         }
1936 }
1937 #else
1938 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1939 {
1940 }
1941 #endif
1942
1943 /**
1944  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1945  * @cachep: cache pointer being destroyed
1946  * @slabp: slab pointer being destroyed
1947  *
1948  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1949  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1950  * cache-lock is not held/needed.
1951  */
1952 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1953 {
1954         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1955
1956         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1957         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1958                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1959
1960                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1961                 slab_rcu->cachep = cachep;
1962                 slab_rcu->addr = addr;
1963                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1964         } else {
1965                 kmem_freepages(cachep, addr);
1966                 if (OFF_SLAB(cachep))
1967                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1968         }
1969 }
1970
1971 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1972 {
1973         int i;
1974         struct kmem_list3 *l3;
1975
1976         for_each_online_cpu(i)
1977             kfree(cachep->array[i]);
1978
1979         /* NUMA: free the list3 structures */
1980         for_each_online_node(i) {
1981                 l3 = cachep->nodelists[i];
1982                 if (l3) {
1983                         kfree(l3->shared);
1984                         free_alien_cache(l3->alien);
1985                         kfree(l3);
1986                 }
1987         }
1988         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1989 }
1990
1991
1992 /**
1993  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1994  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1995  * @size: size of objects to be created in this cache.
1996  * @align: required alignment for the objects.
1997  * @flags: slab allocation flags
1998  *
1999  * Also calculates the number of objects per slab.
2000  *
2001  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2002  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2003  * towards high-order requests, this should be changed.
2004  */
2005 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2006                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2007 {
2008         unsigned long offslab_limit;
2009         size_t left_over = 0;
2010         int gfporder;
2011
2012         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2013                 unsigned int num;
2014                 size_t remainder;
2015
2016                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2017                 if (!num)
2018                         continue;
2019
2020                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2021                         /*
2022                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2023                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2024                          * looping condition in cache_grow().
2025                          */
2026                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2027                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2028
2029                         if (num > offslab_limit)
2030                                 break;
2031                 }
2032
2033                 /* Found something acceptable - save it away */
2034                 cachep->num = num;
2035                 cachep->gfporder = gfporder;
2036                 left_over = remainder;
2037
2038                 /*
2039                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2040                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2041                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2042                  */
2043                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2044                         break;
2045
2046                 /*
2047                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2048                  * currently bad for the gfp()s.
2049                  */
2050                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2051                         break;
2052
2053                 /*
2054                  * Acceptable internal fragmentation?
2055                  */
2056                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2057                         break;
2058         }
2059         return left_over;
2060 }
2061
2062 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2063 {
2064         if (g_cpucache_up == FULL)
2065                 return enable_cpucache(cachep);
2066
2067         if (g_cpucache_up == NONE) {
2068                 /*
2069                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2070                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2071                  * further caches will BUG().
2072                  */
2073                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2074
2075                 /*
2076                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2077                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2078                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2079                  */
2080                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2081                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2082                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2083                 else
2084                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2085         } else {
2086                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2087                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2088
2089                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2090                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2091                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2092                 } else {
2093                         int node;
2094                         for_each_online_node(node) {
2095                                 cachep->nodelists[node] =
2096                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2097                                                 GFP_KERNEL, node);
2098                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2099                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2100                         }
2101                 }
2102         }
2103         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2104                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2105                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2106
2107         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2108         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2109         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2110         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2111         cachep->batchcount = 1;
2112         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2113         return 0;
2114 }
2115
2116 /**
2117  * kmem_cache_create - Create a cache.
2118  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2119  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2120  * @align: The required alignment for the objects.
2121  * @flags: SLAB flags
2122  * @ctor: A constructor for the objects.
2123  *
2124  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2125  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2126  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2127  *
2128  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2129  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2130  *
2131  * The flags are
2132  *
2133  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2134  * to catch references to uninitialised memory.
2135  *
2136  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2137  * for buffer overruns.
2138  *
2139  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2140  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2141  * as davem.
2142  */
2143 struct kmem_cache *
2144 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2145         unsigned long flags,
2146         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2147 {
2148         size_t left_over, slab_size, ralign;
2149         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2150
2151         /*
2152          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2153          */
2154         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2155             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2156                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2157                                 name);
2158                 BUG();
2159         }
2160
2161         /*
2162          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2163          * cpu_online_map as well.  Please see cpuup_callback
2164          */
2165         get_online_cpus();
2166         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2167
2168         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2169                 char tmp;
2170                 int res;
2171
2172                 /*
2173                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2174                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2175                  * area of the module.  Print a warning.
2176                  */
2177                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2178                 if (res) {
2179                         printk(KERN_ERR
2180                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2181                                pc->buffer_size);
2182                         continue;
2183                 }
2184
2185                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2186                         printk(KERN_ERR
2187                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2188                         dump_stack();
2189                         goto oops;
2190                 }
2191         }
2192
2193 #if DEBUG
2194         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2195 #if FORCED_DEBUG
2196         /*
2197          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2198          * large objects, if the increased size would increase the object size
2199          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2200          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2201          */
2202         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2203                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2204                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2205         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2206                 flags |= SLAB_POISON;
2207 #endif
2208         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2209                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2210 #endif
2211         /*
2212          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2213          * isn't available.
2214          */
2215         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2216
2217         /*
2218          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2219          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2220          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2221          */
2222         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2223                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2224                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2225         }
2226
2227         /* calculate the final buffer alignment: */
2228
2229         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2230         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2231                 /*
2232                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2233                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2234                  * one cacheline.
2235                  */
2236                 ralign = cache_line_size();
2237                 while (size <= ralign / 2)
2238                         ralign /= 2;
2239         } else {
2240                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2241         }
2242
2243         /*
2244          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2245          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2246          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2247          */
2248         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2249                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2250
2251         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2252                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2253                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2254                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2255                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2256                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2257         }
2258
2259         /* 2) arch mandated alignment */
2260         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2261                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2262         }
2263         /* 3) caller mandated alignment */
2264         if (ralign < align) {
2265                 ralign = align;
2266         }
2267         /* disable debug if necessary */
2268         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2269                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2270         /*
2271          * 4) Store it.
2272          */
2273         align = ralign;
2274
2275         /* Get cache's description obj. */
2276         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, GFP_KERNEL);
2277         if (!cachep)
2278                 goto oops;
2279
2280 #if DEBUG
2281         cachep->obj_size = size;
2282
2283         /*
2284          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2285          * into align above.
2286          */
2287         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2288                 /* add space for red zone words */
2289                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2290                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2291         }
2292         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2293                 /* user store requires one word storage behind the end of
2294                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2295                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2296                  */
2297                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2298                         size += REDZONE_ALIGN;
2299                 else
2300                         size += BYTES_PER_WORD;
2301         }
2302 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2303         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2304             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2305                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2306                 size = PAGE_SIZE;
2307         }
2308 #endif
2309 #endif
2310
2311         /*
2312          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2313          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2314          * it too early on.)
2315          */
2316         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2317                 /*
2318                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2319                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2320                  */
2321                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2322
2323         size = ALIGN(size, align);
2324
2325         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2326
2327         if (!cachep->num) {
2328                 printk(KERN_ERR
2329                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2330                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2331                 cachep = NULL;
2332                 goto oops;
2333         }
2334         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2335                           + sizeof(struct slab), align);
2336
2337         /*
2338          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2339          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2340          */
2341         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2342                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2343                 left_over -= slab_size;
2344         }
2345
2346         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2347                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2348                 slab_size =
2349                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2350         }
2351
2352         cachep->colour_off = cache_line_size();
2353         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2354         if (cachep->colour_off < align)
2355                 cachep->colour_off = align;
2356         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2357         cachep->slab_size = slab_size;
2358         cachep->flags = flags;
2359         cachep->gfpflags = 0;
2360         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2361                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2362         cachep->buffer_size = size;
2363         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2364
2365         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2366                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2367                 /*
2368                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2369                  * But since we go off slab only for object size greater than
2370                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2371                  * this should not happen at all.
2372                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2373                  */
2374                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2375         }
2376         cachep->ctor = ctor;
2377         cachep->name = name;
2378
2379         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2380                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2381                 cachep = NULL;
2382                 goto oops;
2383         }
2384
2385         /* cache setup completed, link it into the list */
2386         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2387 oops:
2388         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2389                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2390                       name);
2391         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2392         put_online_cpus();
2393         return cachep;
2394 }
2395 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2396
2397 #if DEBUG
2398 static void check_irq_off(void)
2399 {
2400         BUG_ON(!irqs_disabled());
2401 }
2402
2403 static void check_irq_on(void)
2404 {
2405         BUG_ON(irqs_disabled());
2406 }
2407
2408 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2409 {
2410 #ifdef CONFIG_SMP
2411         check_irq_off();
2412         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2413 #endif
2414 }
2415
2416 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2417 {
2418 #ifdef CONFIG_SMP
2419         check_irq_off();
2420         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2421 #endif
2422 }
2423
2424 #else
2425 #define check_irq_off() do { } while(0)
2426 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2427 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2428 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2429 #endif
2430
2431 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2432                         struct array_cache *ac,
2433                         int force, int node);
2434
2435 static void do_drain(void *arg)
2436 {
2437         struct kmem_cache *cachep = arg;
2438         struct array_cache *ac;
2439         int node = numa_node_id();
2440
2441         check_irq_off();
2442         ac = cpu_cache_get(cachep);
2443         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2444         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2445         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2446         ac->avail = 0;
2447 }
2448
2449 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2450 {
2451         struct kmem_list3 *l3;
2452         int node;
2453
2454         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2455         check_irq_on();
2456         for_each_online_node(node) {
2457                 l3 = cachep->nodelists[node];
2458                 if (l3 && l3->alien)
2459                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2460         }
2461
2462         for_each_online_node(node) {
2463                 l3 = cachep->nodelists[node];
2464                 if (l3)
2465                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2466         }
2467 }
2468
2469 /*
2470  * Remove slabs from the list of free slabs.
2471  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2472  *
2473  * Returns the actual number of slabs released.
2474  */
2475 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2476                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2477 {
2478         struct list_head *p;
2479         int nr_freed;
2480         struct slab *slabp;
2481
2482         nr_freed = 0;
2483         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2484
2485                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2486                 p = l3->slabs_free.prev;
2487                 if (p == &l3->slabs_free) {
2488                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2489                         goto out;
2490                 }
2491
2492                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2493 #if DEBUG
2494                 BUG_ON(slabp->inuse);
2495 #endif
2496                 list_del(&slabp->list);
2497                 /*
2498                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2499                  * to the cache.
2500                  */
2501                 l3->free_objects -= cache->num;
2502                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2503                 slab_destroy(cache, slabp);
2504                 nr_freed++;
2505         }
2506 out:
2507         return nr_freed;
2508 }
2509
2510 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2511 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2512 {
2513         int ret = 0, i = 0;
2514         struct kmem_list3 *l3;
2515
2516         drain_cpu_caches(cachep);
2517
2518         check_irq_on();
2519         for_each_online_node(i) {
2520                 l3 = cachep->nodelists[i];
2521                 if (!l3)
2522                         continue;
2523
2524                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2525
2526                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2527                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2528         }
2529         return (ret ? 1 : 0);
2530 }
2531
2532 /**
2533  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2534  * @cachep: The cache to shrink.
2535  *
2536  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2537  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2538  */
2539 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2540 {
2541         int ret;
2542         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2543
2544         get_online_cpus();
2545         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2546         ret = __cache_shrink(cachep);
2547         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2548         put_online_cpus();
2549         return ret;
2550 }
2551 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2552
2553 /**
2554  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2555  * @cachep: the cache to destroy
2556  *
2557  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2558  *
2559  * It is expected this function will be called by a module when it is
2560  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2561  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2562  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2563  *
2564  * The cache must be empty before calling this function.
2565  *
2566  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2567  * during the kmem_cache_destroy().
2568  */
2569 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2570 {
2571         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2572
2573         /* Find the cache in the chain of caches. */
2574         get_online_cpus();
2575         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2576         /*
2577          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2578          */
2579         list_del(&cachep->next);
2580         if (__cache_shrink(cachep)) {
2581                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2582                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2583                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2584                 put_online_cpus();
2585                 return;
2586         }
2587
2588         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2589                 synchronize_rcu();
2590
2591         __kmem_cache_destroy(cachep);
2592         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2593         put_online_cpus();
2594 }
2595 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2596
2597 /*
2598  * Get the memory for a slab management obj.
2599  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2600  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2601  * come from the same cache which is getting created because,
2602  * when we are searching for an appropriate cache for these
2603  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2604  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2605  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2606  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2607  */
2608 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2609                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2610                                    int nodeid)
2611 {
2612         struct slab *slabp;
2613
2614         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2615                 /* Slab management obj is off-slab. */
2616                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2617                                               local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2618                 if (!slabp)
2619                         return NULL;
2620         } else {
2621                 slabp = objp + colour_off;
2622                 colour_off += cachep->slab_size;
2623         }
2624         slabp->inuse = 0;
2625         slabp->colouroff = colour_off;
2626         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2627         slabp->nodeid = nodeid;
2628         slabp->free = 0;
2629         return slabp;
2630 }
2631
2632 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2633 {
2634         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2635 }
2636
2637 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2638                             struct slab *slabp)
2639 {
2640         int i;
2641
2642         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2643                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2644 #if DEBUG
2645                 /* need to poison the objs? */
2646                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2647                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2648                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2649                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2650
2651                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2652                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2653                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2654                 }
2655                 /*
2656                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2657                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2658                  * They must also be threaded.
2659                  */
2660                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2661                         cachep->ctor(cachep, objp + obj_offset(cachep));
2662
2663                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2664                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2665                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2666                                            " end of an object");
2667                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2668                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2669                                            " start of an object");
2670                 }
2671                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2672                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2673                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2674                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2675 #else
2676                 if (cachep->ctor)
2677                         cachep->ctor(cachep, objp);
2678 #endif
2679                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2680         }
2681         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2682 }
2683
2684 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2685 {
2686         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2687                 if (flags & GFP_DMA)
2688                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2689                 else
2690                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2691         }
2692 }
2693
2694 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2695                                 int nodeid)
2696 {
2697         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2698         kmem_bufctl_t next;
2699
2700         slabp->inuse++;
2701         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2702 #if DEBUG
2703         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2704         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2705 #endif
2706         slabp->free = next;
2707
2708         return objp;
2709 }
2710
2711 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2712                                 void *objp, int nodeid)
2713 {
2714         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2715
2716 #if DEBUG
2717         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2718         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2719
2720         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2721                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2722                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2723                 BUG();
2724         }
2725 #endif
2726         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2727         slabp->free = objnr;
2728         slabp->inuse--;
2729 }
2730
2731 /*
2732  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2733  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2734  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2735  */
2736 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2737                            void *addr)
2738 {
2739         int nr_pages;
2740         struct page *page;
2741
2742         page = virt_to_page(addr);
2743
2744         nr_pages = 1;
2745         if (likely(!PageCompound(page)))
2746                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2747
2748         do {
2749                 page_set_cache(page, cache);
2750                 page_set_slab(page, slab);
2751                 page++;
2752         } while (--nr_pages);
2753 }
2754
2755 /*
2756  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2757  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2758  */
2759 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2760                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2761 {
2762         struct slab *slabp;
2763         size_t offset;
2764         gfp_t local_flags;
2765         struct kmem_list3 *l3;
2766
2767         /*
2768          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2769          * critical path in kmem_cache_alloc().
2770          */
2771         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2772         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2773
2774         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2775         check_irq_off();
2776         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2777         spin_lock(&l3->list_lock);
2778
2779         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2780         offset = l3->colour_next;
2781         l3->colour_next++;
2782         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2783                 l3->colour_next = 0;
2784         spin_unlock(&l3->list_lock);
2785
2786         offset *= cachep->colour_off;
2787
2788         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2789                 local_irq_enable();
2790
2791         /*
2792          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2793          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2794          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2795          * will eventually be caught here (where it matters).
2796          */
2797         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2798
2799         /*
2800          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2801          * 'nodeid'.
2802          */
2803         if (!objp)
2804                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2805         if (!objp)
2806                 goto failed;
2807
2808         /* Get slab management. */
2809         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2810                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2811         if (!slabp)
2812                 goto opps1;
2813
2814         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2815
2816         cache_init_objs(cachep, slabp);
2817
2818         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2819                 local_irq_disable();
2820         check_irq_off();
2821         spin_lock(&l3->list_lock);
2822
2823         /* Make slab active. */
2824         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2825         STATS_INC_GROWN(cachep);
2826         l3->free_objects += cachep->num;
2827         spin_unlock(&l3->list_lock);
2828         return 1;
2829 opps1:
2830         kmem_freepages(cachep, objp);
2831 failed:
2832         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2833                 local_irq_disable();
2834         return 0;
2835 }
2836
2837 #if DEBUG
2838
2839 /*
2840  * Perform extra freeing checks:
2841  * - detect bad pointers.
2842  * - POISON/RED_ZONE checking
2843  */
2844 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2845 {
2846         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2847                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2848                        (unsigned long)objp);
2849                 BUG();
2850         }
2851 }
2852
2853 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2854 {
2855         unsigned long long redzone1, redzone2;
2856
2857         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2858         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2859
2860         /*
2861          * Redzone is ok.
2862          */
2863         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2864                 return;
2865
2866         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2867                 slab_error(cache, "double free detected");
2868         else
2869                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2870
2871         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2872                         obj, redzone1, redzone2);
2873 }
2874
2875 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2876                                    void *caller)
2877 {
2878         struct page *page;
2879         unsigned int objnr;
2880         struct slab *slabp;
2881
2882         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2883
2884         objp -= obj_offset(cachep);
2885         kfree_debugcheck(objp);
2886         page = virt_to_head_page(objp);
2887
2888         slabp = page_get_slab(page);
2889
2890         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2891                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2892                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2893                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2894         }
2895         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2896                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2897
2898         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2899
2900         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2901         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2902
2903 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2904         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2905 #endif
2906         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2907 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2908                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2909                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2910                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2911                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2912                 } else {
2913                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2914                 }
2915 #else
2916                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2917 #endif
2918         }
2919         return objp;
2920 }
2921
2922 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2923 {
2924         kmem_bufctl_t i;
2925         int entries = 0;
2926
2927         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2928         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2929                 entries++;
2930                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2931                         goto bad;
2932         }
2933         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2934 bad:
2935                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2936                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2937                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2938                 for (i = 0;
2939                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2940                      i++) {
2941                         if (i % 16 == 0)
2942                                 printk("\n%03x:", i);
2943                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2944                 }
2945                 printk("\n");
2946                 BUG();
2947         }
2948 }
2949 #else
2950 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2951 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2952 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2953 #endif
2954
2955 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2956 {
2957         int batchcount;
2958         struct kmem_list3 *l3;
2959         struct array_cache *ac;
2960         int node;
2961
2962 retry:
2963         check_irq_off();
2964         node = numa_node_id();
2965         ac = cpu_cache_get(cachep);
2966         batchcount = ac->batchcount;
2967         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2968                 /*
2969                  * If there was little recent activity on this cache, then
2970                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2971                  * refill bouncing.
2972                  */
2973                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2974         }
2975         l3 = cachep->nodelists[node];
2976
2977         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2978         spin_lock(&l3->list_lock);
2979
2980         /* See if we can refill from the shared array */
2981         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2982                 goto alloc_done;
2983
2984         while (batchcount > 0) {
2985                 struct list_head *entry;
2986                 struct slab *slabp;
2987                 /* Get slab alloc is to come from. */
2988                 entry = l3->slabs_partial.next;
2989                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2990                         l3->free_touched = 1;
2991                         entry = l3->slabs_free.next;
2992                         if (entry == &l3->slabs_free)
2993                                 goto must_grow;
2994                 }
2995
2996                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2997                 check_slabp(cachep, slabp);
2998                 check_spinlock_acquired(cachep);
2999
3000                 /*
3001                  * The slab was either on partial or free list so
3002                  * there must be at least one object available for
3003                  * allocation.
3004                  */
3005                 BUG_ON(slabp->inuse < 0 || slabp->inuse >= cachep->num);
3006
3007                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3008                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3009                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3010                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3011
3012                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3013                                                             node);
3014                 }
3015                 check_slabp(cachep, slabp);
3016
3017                 /* move slabp to correct slabp list: */
3018                 list_del(&slabp->list);
3019                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3020                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3021                 else
3022                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3023         }
3024
3025 must_grow:
3026         l3->free_objects -= ac->avail;
3027 alloc_done:
3028         spin_unlock(&l3->list_lock);
3029
3030         if (unlikely(!ac->avail)) {
3031                 int x;
3032                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3033
3034                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3035                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3036                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3037                         return NULL;
3038
3039                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3040                         goto retry;
3041         }
3042         ac->touched = 1;
3043         return ac->entry[--ac->avail];
3044 }
3045
3046 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3047                                                 gfp_t flags)
3048 {
3049         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3050 #if DEBUG
3051         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3052 #endif
3053 }
3054
3055 #if DEBUG
3056 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3057                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3058 {
3059         if (!objp)
3060                 return objp;
3061         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3062 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3063                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3064                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3065                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3066                 else
3067                         check_poison_obj(cachep, objp);
3068 #else
3069                 check_poison_obj(cachep, objp);
3070 #endif
3071                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3072         }
3073         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3074                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3075
3076         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3077                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3078                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3079                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3080                                                 " object was overwritten");
3081                         printk(KERN_ERR
3082                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3083                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3084                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3085                 }
3086                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3087                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3088         }
3089 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3090         {
3091                 struct slab *slabp;
3092                 unsigned objnr;
3093
3094                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3095                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3096                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3097         }
3098 #endif
3099         objp += obj_offset(cachep);
3100         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3101                 cachep->ctor(cachep, objp);
3102 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3103         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3104                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3105                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3106         }
3107 #endif
3108         return objp;
3109 }
3110 #else
3111 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3112 #endif
3113
3114 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
3115
3116 static struct failslab_attr {
3117
3118         struct fault_attr attr;
3119
3120         u32 ignore_gfp_wait;
3121 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3122         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
3123 #endif
3124
3125 } failslab = {
3126         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
3127         .ignore_gfp_wait = 1,
3128 };
3129
3130 static int __init setup_failslab(char *str)
3131 {
3132         return setup_fault_attr(&failslab.attr, str);
3133 }
3134 __setup("failslab=", setup_failslab);
3135
3136 static int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3137 {
3138         if (cachep == &cache_cache)
3139                 return 0;
3140         if (flags & __GFP_NOFAIL)
3141                 return 0;
3142         if (failslab.ignore_gfp_wait && (flags & __GFP_WAIT))
3143                 return 0;
3144
3145         return should_fail(&failslab.attr, obj_size(cachep));
3146 }
3147
3148 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3149
3150 static int __init failslab_debugfs(void)
3151 {
3152         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
3153         struct dentry *dir;
3154         int err;
3155
3156         err = init_fault_attr_dentries(&failslab.attr, "failslab");
3157         if (err)
3158                 return err;
3159         dir = failslab.attr.dentries.dir;
3160
3161         failslab.ignore_gfp_wait_file =
3162                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
3163                                       &failslab.ignore_gfp_wait);
3164
3165         if (!failslab.ignore_gfp_wait_file) {
3166                 err = -ENOMEM;
3167                 debugfs_remove(failslab.ignore_gfp_wait_file);
3168                 cleanup_fault_attr_dentries(&failslab.attr);
3169         }
3170
3171         return err;
3172 }
3173
3174 late_initcall(failslab_debugfs);
3175
3176 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
3177
3178 #else /* CONFIG_FAILSLAB */
3179
3180 static inline int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3181 {
3182         return 0;
3183 }
3184
3185 #endif /* CONFIG_FAILSLAB */
3186
3187 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3188 {
3189         void *objp;
3190         struct array_cache *ac;
3191
3192         check_irq_off();
3193
3194         ac = cpu_cache_get(cachep);
3195         if (likely(ac->avail)) {
3196                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3197                 ac->touched = 1;
3198                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3199         } else {
3200                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3201                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3202         }
3203         return objp;
3204 }
3205
3206 #ifdef CONFIG_NUMA
3207 /*
3208  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3209  *
3210  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3211  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3212  */
3213 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3214 {
3215         int nid_alloc, nid_here;
3216
3217         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3218                 return NULL;
3219         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3220         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3221                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3222         else if (current->mempolicy)
3223                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3224         if (nid_alloc != nid_here)
3225                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3226         return NULL;
3227 }
3228
3229 /*
3230  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3231  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3232  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3233  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3234  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3235  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3236  */
3237 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3238 {
3239         struct zonelist *zonelist;
3240         gfp_t local_flags;
3241         struct zoneref *z;
3242         struct zone *zone;
3243         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3244         void *obj = NULL;
3245         int nid;
3246
3247         if (flags & __GFP_THISNODE)
3248                 return NULL;
3249
3250         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
3251         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3252
3253 retry:
3254         /*
3255          * Look through allowed nodes for objects available
3256          * from existing per node queues.
3257          */
3258         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3259                 nid = zone_to_nid(zone);
3260
3261                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3262                         cache->nodelists[nid] &&
3263                         cache->nodelists[nid]->free_objects)
3264                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3265                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3266         }
3267
3268         if (!obj) {
3269                 /*
3270                  * This allocation will be performed within the constraints
3271                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3272                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3273                  * set and go into memory reserves if necessary.
3274                  */
3275                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3276                         local_irq_enable();
3277                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3278                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, -1);
3279                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3280                         local_irq_disable();
3281                 if (obj) {
3282                         /*
3283                          * Insert into the appropriate per node queues
3284                          */
3285                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3286                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3287                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3288                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3289                                 if (!obj)
3290                                         /*
3291                                          * Another processor may allocate the
3292                                          * objects in the slab since we are
3293                                          * not holding any locks.
3294                                          */
3295                                         goto retry;
3296                         } else {
3297                                 /* cache_grow already freed obj */
3298                                 obj = NULL;
3299                         }
3300                 }
3301         }
3302         return obj;
3303 }
3304
3305 /*
3306  * A interface to enable slab creation on nodeid
3307  */
3308 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3309                                 int nodeid)
3310 {
3311         struct list_head *entry;
3312         struct slab *slabp;
3313         struct kmem_list3 *l3;
3314         void *obj;
3315         int x;
3316
3317         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3318         BUG_ON(!l3);
3319
3320 retry:
3321         check_irq_off();
3322         spin_lock(&l3->list_lock);
3323         entry = l3->slabs_partial.next;
3324         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3325                 l3->free_touched = 1;
3326                 entry = l3->slabs_free.next;
3327                 if (entry == &l3->slabs_free)
3328                         goto must_grow;
3329         }
3330
3331         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3332         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3333         check_slabp(cachep, slabp);
3334
3335         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3336         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3337         STATS_SET_HIGH(cachep);
3338
3339         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3340
3341         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3342         check_slabp(cachep, slabp);
3343         l3->free_objects--;
3344         /* move slabp to correct slabp list: */
3345         list_del(&slabp->list);
3346
3347         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3348                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3349         else
3350                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3351
3352         spin_unlock(&l3->list_lock);
3353         goto done;
3354
3355 must_grow:
3356         spin_unlock(&l3->list_lock);
3357         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3358         if (x)
3359                 goto retry;
3360
3361         return fallback_alloc(cachep, flags);
3362
3363 done:
3364         return obj;
3365 }
3366
3367 /**
3368  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3369  * @cachep: The cache to allocate from.
3370  * @flags: See kmalloc().
3371  * @nodeid: node number of the target node.
3372  * @caller: return address of caller, used for debug information
3373  *
3374  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3375  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3376  *
3377  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3378  */
3379 static __always_inline void *
3380 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3381                    void *caller)
3382 {
3383         unsigned long save_flags;
3384         void *ptr;
3385
3386         if (should_failslab(cachep, flags))
3387                 return NULL;
3388
3389         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3390         local_irq_save(save_flags);
3391
3392         if (unlikely(nodeid == -1))
3393                 nodeid = numa_node_id();
3394
3395         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3396                 /* Node not bootstrapped yet */
3397                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3398                 goto out;
3399         }
3400
3401         if (nodeid == numa_node_id()) {
3402                 /*
3403                  * Use the locally cached objects if possible.
3404                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3405                  * to other nodes. It may fail while we still have
3406                  * objects on other nodes available.
3407                  */
3408                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3409                 if (ptr)
3410                         goto out;
3411         }
3412         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3413         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3414   out:
3415         local_irq_restore(save_flags);
3416         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3417
3418         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3419                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3420
3421         return ptr;
3422 }
3423
3424 static __always_inline void *
3425 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3426 {
3427         void *objp;
3428
3429         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3430                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3431                 if (objp)
3432                         goto out;
3433         }
3434         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3435
3436         /*
3437          * We may just have run out of memory on the local node.
3438          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3439          */
3440         if (!objp)
3441                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3442
3443   out:
3444         return objp;
3445 }
3446 #else
3447
3448 static __always_inline void *
3449 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3450 {
3451         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3452 }
3453
3454 #endif /* CONFIG_NUMA */
3455
3456 static __always_inline void *
3457 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3458 {
3459         unsigned long save_flags;
3460         void *objp;
3461
3462         if (should_failslab(cachep, flags))
3463                 return NULL;
3464
3465         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3466         local_irq_save(save_flags);
3467         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3468         local_irq_restore(save_flags);
3469         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3470         prefetchw(objp);
3471
3472         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3473                 memset(objp, 0, obj_size(cachep));
3474
3475         return objp;
3476 }
3477
3478 /*
3479  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3480  */
3481 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3482                        int node)
3483 {
3484         int i;
3485         struct kmem_list3 *l3;
3486
3487         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3488                 void *objp = objpp[i];
3489                 struct slab *slabp;
3490
3491                 slabp = virt_to_slab(objp);
3492                 l3 = cachep->nodelists[node];
3493                 list_del(&slabp->list);
3494                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3495                 check_slabp(cachep, slabp);
3496                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3497                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3498                 l3->free_objects++;
3499                 check_slabp(cachep, slabp);
3500
3501                 /* fixup slab chains */
3502                 if (slabp->inuse == 0) {
3503                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3504                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3505                                 /* No need to drop any previously held
3506                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3507                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3508                                  * a different cache, refer to comments before
3509                                  * alloc_slabmgmt.
3510                                  */
3511                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3512                         } else {
3513                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3514                         }
3515                 } else {
3516                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3517                          * partial list on free - maximum time for the
3518                          * other objects to be freed, too.
3519                          */
3520                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3521                 }
3522         }
3523 }
3524
3525 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3526 {
3527         int batchcount;
3528         struct kmem_list3 *l3;
3529         int node = numa_node_id();
3530
3531         batchcount = ac->batchcount;
3532 #if DEBUG
3533         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3534 #endif
3535         check_irq_off();
3536         l3 = cachep->nodelists[node];
3537         spin_lock(&l3->list_lock);
3538         if (l3->shared) {
3539                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3540                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3541                 if (max) {
3542                         if (batchcount > max)
3543                                 batchcount = max;
3544                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3545                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3546                         shared_array->avail += batchcount;
3547                         goto free_done;
3548                 }
3549         }
3550
3551         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3552 free_done:
3553 #if STATS
3554         {
3555                 int i = 0;
3556                 struct list_head *p;
3557
3558                 p = l3->slabs_free.next;
3559                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3560                         struct slab *slabp;
3561
3562                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3563                         BUG_ON(slabp->inuse);
3564
3565                         i++;
3566                         p = p->next;
3567                 }
3568                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3569         }
3570 #endif
3571         spin_unlock(&l3->list_lock);
3572         ac->avail -= batchcount;
3573         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3574 }
3575
3576 /*
3577  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3578  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3579  */
3580 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3581 {
3582         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3583
3584         check_irq_off();
3585         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3586
3587         /*
3588          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3589          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3590          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3591          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3592          * the cache.
3593          */
3594         if (numa_platform && cache_free_alien(cachep, objp))
3595                 return;
3596
3597         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3598                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3599                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3600                 return;
3601         } else {
3602                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3603                 cache_flusharray(cachep, ac);
3604                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3605         }
3606 }
3607
3608 /**
3609  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3610  * @cachep: The cache to allocate from.
3611  * @flags: See kmalloc().
3612  *
3613  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3614  * if the cache has no available objects.
3615  */
3616 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3617 {
3618         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3619 }
3620 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3621
3622 /**
3623  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might be a slab entry.
3624  * @cachep: the cache we're checking against
3625  * @ptr: pointer to validate
3626  *
3627  * This verifies that the untrusted pointer looks sane;
3628  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3629  * part of the slab cache in question, but it at least
3630  * validates that the pointer can be dereferenced and
3631  * looks half-way sane.
3632  *
3633  * Currently only used for dentry validation.
3634  */
3635 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3636 {
3637         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3638         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3639         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3640         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3641         struct page *page;
3642
3643         if (unlikely(addr < min_addr))
3644                 goto out;
3645         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3646                 goto out;
3647         if (unlikely(addr & align_mask))
3648                 goto out;
3649         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3650                 goto out;
3651         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3652                 goto out;
3653         page = virt_to_page(ptr);
3654         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3655                 goto out;
3656         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3657                 goto out;
3658         return 1;
3659 out:
3660         return 0;
3661 }
3662
3663 #ifdef CONFIG_NUMA
3664 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3665 {
3666         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3667                         __builtin_return_address(0));
3668 }
3669 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3670
3671 static __always_inline void *
3672 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3673 {
3674         struct kmem_cache *cachep;
3675
3676         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3677         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3678                 return cachep;
3679         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3680 }
3681
3682 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3683 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3684 {
3685         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3686                         __builtin_return_address(0));
3687 }
3688 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3689
3690 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3691                 int node, void *caller)
3692 {
3693         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3694 }
3695 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3696 #else
3697 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3698 {
3699         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3700 }
3701 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3702 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3703 #endif /* CONFIG_NUMA */
3704
3705 /**
3706  * __do_kmalloc - allocate memory
3707  * @size: how many bytes of memory are required.
3708  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3709  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3710  */
3711 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3712                                           void *caller)
3713 {
3714         struct kmem_cache *cachep;
3715
3716         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3717          * __ with kmem_.
3718          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3719          * functions.
3720          */
3721         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3722         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3723                 return cachep;
3724         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3725 }
3726
3727
3728 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3729 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3730 {
3731         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3732 }
3733 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3734
3735 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3736 {
3737         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3738 }
3739 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3740
3741 #else
3742 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3743 {
3744         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3745 }
3746 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3747 #endif
3748
3749 /**
3750  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3751  * @cachep: The cache the allocation was from.
3752  * @objp: The previously allocated object.
3753  *
3754  * Free an object which was previously allocated from this
3755  * cache.
3756  */
3757 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3758 {
3759         unsigned long flags;
3760
3761         local_irq_save(flags);
3762         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3763         __cache_free(cachep, objp);
3764         local_irq_restore(flags);
3765 }
3766 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3767
3768 /**
3769  * kfree - free previously allocated memory
3770  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3771  *
3772  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3773  *
3774  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3775  * or you will run into trouble.
3776  */
3777 void kfree(const void *objp)
3778 {
3779         struct kmem_cache *c;
3780         unsigned long flags;
3781
3782         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3783                 return;
3784         local_irq_save(flags);
3785         kfree_debugcheck(objp);
3786         c = virt_to_cache(objp);
3787         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3788         __cache_free(c, (void *)objp);
3789         local_irq_restore(flags);
3790 }
3791 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3792
3793 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3794 {
3795         return obj_size(cachep);
3796 }
3797 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3798
3799 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3800 {
3801         return cachep->name;
3802 }
3803 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3804
3805 /*
3806  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3807  */
3808 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3809 {
3810         int node;
3811         struct kmem_list3 *l3;
3812         struct array_cache *new_shared;
3813         struct array_cache **new_alien = NULL;
3814
3815         for_each_online_node(node) {
3816
3817                 if (use_alien_caches) {
3818                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3819                         if (!new_alien)
3820                                 goto fail;
3821                 }
3822
3823                 new_shared = NULL;
3824                 if (cachep->shared) {
3825                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3826                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3827                                         0xbaadf00d);
3828                         if (!new_shared) {
3829                                 free_alien_cache(new_alien);
3830                                 goto fail;
3831                         }
3832                 }
3833
3834                 l3 = cachep->nodelists[node];
3835                 if (l3) {
3836                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3837
3838                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3839
3840                         if (shared)
3841                                 free_block(cachep, shared->entry,
3842                                                 shared->avail, node);
3843
3844                         l3->shared = new_shared;
3845                         if (!l3->alien) {
3846                                 l3->alien = new_alien;
3847                                 new_alien = NULL;
3848                         }
3849                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3850                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3851                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3852                         kfree(shared);
3853                         free_alien_cache(new_alien);
3854                         continue;
3855                 }
3856                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3857                 if (!l3) {
3858                         free_alien_cache(new_alien);
3859                         kfree(new_shared);
3860                         goto fail;
3861                 }
3862
3863                 kmem_list3_init(l3);
3864                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3865                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3866                 l3->shared = new_shared;
3867                 l3->alien = new_alien;
3868                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3869                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3870                 cachep->nodelists[node] = l3;
3871         }
3872         return 0;
3873
3874 fail:
3875         if (!cachep->next.next) {
3876                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3877                 node--;
3878                 while (node >= 0) {
3879                         if (cachep->nodelists[node]) {
3880                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3881
3882                                 kfree(l3->shared);
3883                                 free_alien_cache(l3->alien);
3884                                 kfree(l3);
3885                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3886                         }
3887                         node--;
3888                 }
3889         }
3890         return -ENOMEM;
3891 }
3892
3893 struct ccupdate_struct {
3894         struct kmem_cache *cachep;
3895         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3896 };
3897
3898 static void do_ccupdate_local(void *info)
3899 {
3900         struct ccupdate_struct *new = info;
3901         struct array_cache *old;
3902
3903         check_irq_off();
3904         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3905
3906         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3907         new->new[smp_processor_id()] = old;
3908 }
3909
3910 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3911 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3912                                 int batchcount, int shared)
3913 {
3914         struct ccupdate_struct *new;
3915         int i;
3916
3917         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3918         if (!new)
3919                 return -ENOMEM;
3920
3921         for_each_online_cpu(i) {
3922                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3923                                                 batchcount);
3924                 if (!new->new[i]) {
3925                         for (i--; i >= 0; i--)
3926                                 kfree(new->new[i]);
3927                         kfree(new);
3928                         return -ENOMEM;
3929                 }
3930         }
3931         new->cachep = cachep;
3932
3933         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3934
3935         check_irq_on();
3936         cachep->batchcount = batchcount;
3937         cachep->limit = limit;
3938         cachep->shared = shared;
3939
3940         for_each_online_cpu(i) {
3941                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3942                 if (!ccold)
3943                         continue;
3944                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3945                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3946                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3947                 kfree(ccold);
3948         }
3949         kfree(new);
3950         return alloc_kmemlist(cachep);
3951 }
3952
3953 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3954 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3955 {
3956         int err;
3957         int limit, shared;
3958
3959         /*
3960          * The head array serves three purposes:
3961          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3962          * - reduce the number of spinlock operations.
3963          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3964          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3965          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3966          * Bonwick.
3967          */
3968         if (cachep->buffer_size > 131072)
3969                 limit = 1;
3970         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3971                 limit = 8;
3972         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3973                 limit = 24;
3974         else if (cachep->buffer_size > 256)
3975                 limit = 54;
3976         else
3977                 limit = 120;
3978
3979         /*
3980          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3981          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3982          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3983          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3984          * replaces Bonwick's magazine layer.
3985          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3986          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3987          */
3988         shared = 0;
3989         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3990                 shared = 8;
3991
3992 #if DEBUG
3993         /*
3994          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3995          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3996          */
3997         if (limit > 32)
3998                 limit = 32;
3999 #endif
4000         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
4001         if (err)
4002                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4003                        cachep->name, -err);
4004         return err;
4005 }
4006
4007 /*
4008  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4009  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4010  * if drain_array() is used on the shared array.
4011  */
4012 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4013                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4014 {
4015         int tofree;
4016
4017         if (!ac || !ac->avail)
4018                 return;
4019         if (ac->touched && !force) {
4020                 ac->touched = 0;
4021         } else {
4022                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4023                 if (ac->avail) {
4024                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4025                         if (tofree > ac->avail)
4026                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4027                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4028                         ac->avail -= tofree;
4029                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4030                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4031                 }
4032                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4033         }
4034 }
4035
4036 /**
4037  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4038  * @w: work descriptor
4039  *
4040  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4041  * Purpose:
4042  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4043  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4044  *
4045  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4046  * again on the next iteration.
4047  */
4048 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4049 {
4050         struct kmem_cache *searchp;
4051         struct kmem_list3 *l3;
4052         int node = numa_node_id();
4053         struct delayed_work *work =
4054                 container_of(w, struct delayed_work, work);
4055
4056         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4057                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4058                 goto out;
4059
4060         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4061                 check_irq_on();
4062
4063                 /*
4064                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4065                  * have established with reasonable certainty that
4066                  * we can do some work if the lock was obtained.
4067                  */
4068                 l3 = searchp->nodelists[node];
4069
4070                 reap_alien(searchp, l3);
4071
4072                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4073
4074                 /*
4075                  * These are racy checks but it does not matter
4076                  * if we skip one check or scan twice.
4077                  */
4078                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4079                         goto next;
4080
4081                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4082
4083                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4084
4085                 if (l3->free_touched)
4086                         l3->free_touched = 0;
4087                 else {
4088                         int freed;
4089
4090                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4091                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4092                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4093                 }
4094 next:
4095                 cond_resched();
4096         }
4097         check_irq_on();
4098         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4099         next_reap_node();
4100 out:
4101         /* Set up the next iteration */
4102         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4103 }
4104
4105 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4106
4107 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4108 {
4109         /*
4110          * Output format version, so at least we can change it
4111          * without _too_ many complaints.
4112          */
4113 #if STATS
4114         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4115 #else
4116         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4117 #endif
4118         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4119                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4120         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4121         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4122 #if STATS
4123         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4124                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4125         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4126 #endif
4127         seq_putc(m, '\n');
4128 }
4129
4130 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4131 {
4132         loff_t n = *pos;
4133
4134         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4135         if (!n)
4136                 print_slabinfo_header(m);
4137
4138         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4139 }
4140
4141 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4142 {
4143         return seq_list_next(p, &cache_chain, pos);
4144 }
4145
4146 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4147 {
4148         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4149 }
4150
4151 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4152 {
4153         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4154         struct slab *slabp;
4155         unsigned long active_objs;
4156         unsigned long num_objs;
4157         unsigned long active_slabs = 0;
4158         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4159         const char *name;
4160         char *error = NULL;
4161         int node;
4162         struct kmem_list3 *l3;
4163
4164         active_objs = 0;
4165         num_slabs = 0;
4166         for_each_online_node(node) {
4167                 l3 = cachep->nodelists[node];
4168                 if (!l3)
4169                         continue;
4170
4171                 check_irq_on();
4172                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4173
4174                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4175                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4176                                 error = "slabs_full accounting error";
4177                         active_objs += cachep->num;
4178                         active_slabs++;
4179                 }
4180                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4181                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4182                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4183                         if (!slabp->inuse && !error)
4184                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4185                         active_objs += slabp->inuse;
4186                         active_slabs++;
4187                 }
4188                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4189                         if (slabp->inuse && !error)
4190                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4191                         num_slabs++;
4192                 }
4193                 free_objects += l3->free_objects;
4194                 if (l3->shared)
4195                         shared_avail += l3->shared->avail;
4196
4197                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4198         }
4199         num_slabs += active_slabs;
4200         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4201         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4202                 error = "free_objects accounting error";
4203
4204         name = cachep->name;
4205         if (error)
4206                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4207
4208         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4209                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4210                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4211         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4212                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4213         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4214                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4215 #if STATS
4216         {                       /* list3 stats */
4217                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4218                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4219                 unsigned long grown = cachep->grown;
4220                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4221                 unsigned long errors = cachep->errors;
4222                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4223                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4224                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4225                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4226
4227                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4228                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4229                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4230                                 node_frees, overflows);
4231         }
4232         /* cpu stats */
4233         {
4234                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4235                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4236                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4237                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4238
4239                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4240                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4241         }
4242 #endif
4243         seq_putc(m, '\n');
4244         return 0;
4245 }
4246
4247 /*
4248  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4249  *
4250  * Output layout:
4251  * cache-name
4252  * num-active-objs
4253  * total-objs
4254  * object size
4255  * num-active-slabs
4256  * total-slabs
4257  * num-pages-per-slab
4258  * + further values on SMP and with statistics enabled
4259  */
4260
4261 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4262         .start = s_start,
4263         .next = s_next,
4264         .stop = s_stop,
4265         .show = s_show,
4266 };
4267
4268 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4269 /**
4270  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4271  * @file: unused
4272  * @buffer: user buffer
4273  * @count: data length
4274  * @ppos: unused
4275  */
4276 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4277                        size_t count, loff_t *ppos)
4278 {
4279         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4280         int limit, batchcount, shared, res;
4281         struct kmem_cache *cachep;
4282
4283         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4284                 return -EINVAL;
4285         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4286                 return -EFAULT;
4287         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4288
4289         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4290         if (!tmp)
4291                 return -EINVAL;
4292         *tmp = '\0';
4293         tmp++;
4294         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4295                 return -EINVAL;
4296
4297         /* Find the cache in the chain of caches. */
4298         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4299         res = -EINVAL;
4300         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4301                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4302                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4303                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4304                                 res = 0;
4305                         } else {
4306                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4307                                                        batchcount, shared);
4308                         }
4309                         break;
4310                 }
4311         }
4312         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4313         if (res >= 0)
4314                 res = count;
4315         return res;
4316 }
4317
4318 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4319
4320 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4321 {
4322         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4323         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4324 }
4325
4326 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4327 {
4328         unsigned long *p;
4329         int l;
4330         if (!v)
4331                 return 1;
4332         l = n[1];
4333         p = n + 2;
4334         while (l) {
4335                 int i = l/2;
4336                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4337                 if (*q == v) {
4338                         q[1]++;
4339                         return 1;
4340                 }
4341                 if (*q > v) {
4342                         l = i;
4343                 } else {
4344                         p = q + 2;
4345                         l -= i + 1;
4346                 }
4347         }
4348         if (++n[1] == n[0])
4349                 return 0;
4350         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4351         p[0] = v;
4352         p[1] = 1;
4353         return 1;
4354 }
4355
4356 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4357 {
4358         void *p;
4359         int i;
4360         if (n[0] == n[1])
4361                 return;
4362         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4363                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4364                         continue;
4365                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4366                         return;
4367         }
4368 }
4369
4370 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4371 {
4372 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4373         unsigned long offset, size;
4374         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4375
4376         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4377                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4378                 if (modname[0])
4379                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4380                 return;
4381         }
4382 #endif
4383         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4384 }
4385
4386 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4387 {
4388         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4389         struct slab *slabp;
4390         struct kmem_list3 *l3;
4391         const char *name;
4392         unsigned long *n = m->private;
4393         int node;
4394         int i;
4395
4396         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4397                 return 0;
4398         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4399                 return 0;
4400
4401         /* OK, we can do it */
4402
4403         n[1] = 0;
4404
4405         for_each_online_node(node) {
4406                 l3 = cachep->nodelists[node];
4407                 if (!l3)
4408                         continue;
4409
4410                 check_irq_on();
4411                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4412
4413                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4414                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4415                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4416                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4417                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4418         }
4419         name = cachep->name;
4420         if (n[0] == n[1]) {
4421                 /* Increase the buffer size */
4422                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4423                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4424                 if (!m->private) {
4425                         /* Too bad, we are really out */
4426                         m->private = n;
4427                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4428                         return -ENOMEM;
4429                 }
4430                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4431                 kfree(n);
4432                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4433                 /* Now make sure this entry will be retried */
4434                 m->count = m->size;
4435                 return 0;
4436         }
4437         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4438                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4439                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4440                 seq_putc(m, '\n');
4441         }
4442
4443         return 0;
4444 }
4445
4446 const struct seq_operations slabstats_op = {
4447         .start = leaks_start,
4448         .next = s_next,
4449         .stop = s_stop,
4450         .show = leaks_show,
4451 };
4452 #endif
4453 #endif
4454
4455 /**
4456  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4457  * @objp: Pointer to the object
4458  *
4459  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4460  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4461  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4462  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4463  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4464  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4465  * must not be freed during the duration of the call.
4466  */
4467 size_t ksize(const void *objp)
4468 {
4469         BUG_ON(!objp);
4470         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4471                 return 0;
4472
4473         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4474 }
4475 EXPORT_SYMBOL(ksize);