Merge branch 'upstream-linus' of master.kernel.org:/pub/scm/linux/kernel/git/jgarzik...
[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 intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/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/nodemask.h>
107 #include        <linux/mempolicy.h>
108 #include        <linux/mutex.h>
109
110 #include        <asm/uaccess.h>
111 #include        <asm/cacheflush.h>
112 #include        <asm/tlbflush.h>
113 #include        <asm/page.h>
114
115 /*
116  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
117  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
118  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
119  *
120  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
121  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
122  *
123  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
124  */
125
126 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
127 #define DEBUG           1
128 #define STATS           1
129 #define FORCED_DEBUG    1
130 #else
131 #define DEBUG           0
132 #define STATS           0
133 #define FORCED_DEBUG    0
134 #endif
135
136 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
137 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
138
139 #ifndef cache_line_size
140 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
141 #endif
142
143 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
144 /*
145  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
146  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
147  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
148  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
149  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
150  * Note that this flag disables some debug features.
151  */
152 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
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_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
173                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
174                          SLAB_CACHE_DMA | \
175                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | 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 | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
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[0]; /*
267                          * Must have this definition in here for the proper
268                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
269                          * the entries.
270                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
271                          */
272 };
273
274 /*
275  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
276  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
277  */
278 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
279 struct arraycache_init {
280         struct array_cache cache;
281         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
282 };
283
284 /*
285  * The slab lists for all objects.
286  */
287 struct kmem_list3 {
288         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
289         struct list_head slabs_full;
290         struct list_head slabs_free;
291         unsigned long free_objects;
292         unsigned int free_limit;
293         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
294         spinlock_t list_lock;
295         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
296         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
297         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
298         int free_touched;               /* updated without locking */
299 };
300
301 /*
302  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
303  */
304 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
305 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
306 #define CACHE_CACHE 0
307 #define SIZE_AC 1
308 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
309
310 /*
311  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
312  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
313  */
314 static __always_inline int index_of(const size_t size)
315 {
316         extern void __bad_size(void);
317
318         if (__builtin_constant_p(size)) {
319                 int i = 0;
320
321 #define CACHE(x) \
322         if (size <=x) \
323                 return i; \
324         else \
325                 i++;
326 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
327 #undef CACHE
328                 __bad_size();
329         } else
330                 __bad_size();
331         return 0;
332 }
333
334 static int slab_early_init = 1;
335
336 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
337 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
338
339 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
340 {
341         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
342         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
343         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
344         parent->shared = NULL;
345         parent->alien = NULL;
346         parent->colour_next = 0;
347         spin_lock_init(&parent->list_lock);
348         parent->free_objects = 0;
349         parent->free_touched = 0;
350 }
351
352 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
353         do {                                                            \
354                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
355                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
356         } while (0)
357
358 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
359         do {                                                            \
360         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
361         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
362         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
363         } while (0)
364
365 /*
366  * struct kmem_cache
367  *
368  * manages a cache.
369  */
370
371 struct kmem_cache {
372 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
373         struct array_cache *array[NR_CPUS];
374 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
375         unsigned int batchcount;
376         unsigned int limit;
377         unsigned int shared;
378
379         unsigned int buffer_size;
380 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
381         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
382
383         unsigned int flags;             /* constant flags */
384         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
385
386 /* 4) cache_grow/shrink */
387         /* order of pgs per slab (2^n) */
388         unsigned int gfporder;
389
390         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
391         gfp_t gfpflags;
392
393         size_t colour;                  /* cache colouring range */
394         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
395         struct kmem_cache *slabp_cache;
396         unsigned int slab_size;
397         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
398
399         /* constructor func */
400         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
401
402         /* de-constructor func */
403         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
404
405 /* 5) cache creation/removal */
406         const char *name;
407         struct list_head next;
408
409 /* 6) statistics */
410 #if STATS
411         unsigned long num_active;
412         unsigned long num_allocations;
413         unsigned long high_mark;
414         unsigned long grown;
415         unsigned long reaped;
416         unsigned long errors;
417         unsigned long max_freeable;
418         unsigned long node_allocs;
419         unsigned long node_frees;
420         unsigned long node_overflow;
421         atomic_t allochit;
422         atomic_t allocmiss;
423         atomic_t freehit;
424         atomic_t freemiss;
425 #endif
426 #if DEBUG
427         /*
428          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
429          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
430          * object size including these internal fields, the following two
431          * variables contain the offset to the user object and its size.
432          */
433         int obj_offset;
434         int obj_size;
435 #endif
436 };
437
438 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
439 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
440
441 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
442 /*
443  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
444  * cpucache drain/refill cycles.
445  *
446  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
447  * which could lock up otherwise freeable slabs.
448  */
449 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
450 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
451
452 #if STATS
453 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
454 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
455 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
456 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
457 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
458 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
459         do {                                                            \
460                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
461                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
462         } while (0)
463 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
464 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
465 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
466 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
467 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
468         do {                                                            \
469                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
470                         (x)->max_freeable = i;                          \
471         } while (0)
472 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
473 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
474 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
475 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
476 #else
477 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
478 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
479 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
480 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
481 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
482 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
483 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
484 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
485 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
486 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
487 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
488 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
489 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
490 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
491 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
492 #endif
493
494 #if DEBUG
495 /*
496  * Magic nums for obj red zoning.
497  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
498  */
499 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
500 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
501
502 /* ...and for poisoning */
503 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
504 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
505 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
506
507 /*
508  * memory layout of objects:
509  * 0            : objp
510  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
511  *              the end of an object is aligned with the end of the real
512  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
513  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
514  *              redzone word.
515  * cachep->obj_offset: The real object.
516  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
517  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
518  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
519  */
520 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
521 {
522         return cachep->obj_offset;
523 }
524
525 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
526 {
527         return cachep->obj_size;
528 }
529
530 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
531 {
532         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
533         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
534 }
535
536 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
537 {
538         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
539         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
540                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
541                                          2 * BYTES_PER_WORD);
542         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
543 }
544
545 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
546 {
547         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
548         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
549 }
550
551 #else
552
553 #define obj_offset(x)                   0
554 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
555 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
556 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
557 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
558
559 #endif
560
561 /*
562  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
563  * order.
564  */
565 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
566 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
567 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
568 #elif defined(CONFIG_MMU)
569 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
570 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
571 #else
572 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
573 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
574 #endif
575
576 /*
577  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
578  */
579 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
580 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
581 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
582
583 /*
584  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
585  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
586  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
587  */
588 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
589 {
590         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
591 }
592
593 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
594 {
595         if (unlikely(PageCompound(page)))
596                 page = (struct page *)page_private(page);
597         BUG_ON(!PageSlab(page));
598         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
599 }
600
601 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
602 {
603         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
604 }
605
606 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
607 {
608         if (unlikely(PageCompound(page)))
609                 page = (struct page *)page_private(page);
610         BUG_ON(!PageSlab(page));
611         return (struct slab *)page->lru.prev;
612 }
613
614 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
615 {
616         struct page *page = virt_to_page(obj);
617         return page_get_cache(page);
618 }
619
620 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
621 {
622         struct page *page = virt_to_page(obj);
623         return page_get_slab(page);
624 }
625
626 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
627                                  unsigned int idx)
628 {
629         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
630 }
631
632 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
633                                         struct slab *slab, void *obj)
634 {
635         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
636 }
637
638 /*
639  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
640  */
641 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
642 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
643 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
644         CACHE(ULONG_MAX)
645 #undef CACHE
646 };
647 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
648
649 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
650 struct cache_names {
651         char *name;
652         char *name_dma;
653 };
654
655 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
656 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
657 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
658         {NULL,}
659 #undef CACHE
660 };
661
662 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
663     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
664 static struct arraycache_init initarray_generic =
665     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
666
667 /* internal cache of cache description objs */
668 static struct kmem_cache cache_cache = {
669         .batchcount = 1,
670         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
671         .shared = 1,
672         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
673         .name = "kmem_cache",
674 #if DEBUG
675         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
676 #endif
677 };
678
679 /* Guard access to the cache-chain. */
680 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
681 static struct list_head cache_chain;
682
683 /*
684  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many slab-allocated pages
685  * are possibly freeable under pressure
686  *
687  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
688  */
689 atomic_t slab_reclaim_pages;
690
691 /*
692  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
693  * until the general caches are up.
694  */
695 static enum {
696         NONE,
697         PARTIAL_AC,
698         PARTIAL_L3,
699         FULL
700 } g_cpucache_up;
701
702 /*
703  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
704  */
705 int slab_is_available(void)
706 {
707         return g_cpucache_up == FULL;
708 }
709
710 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
711
712 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
713                         int node);
714 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
715 static void cache_reap(void *unused);
716 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node);
717
718 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
719 {
720         return cachep->array[smp_processor_id()];
721 }
722
723 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
724                                                         gfp_t gfpflags)
725 {
726         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
727
728 #if DEBUG
729         /* This happens if someone tries to call
730          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
731          * the generic caches are initialized.
732          */
733         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
734 #endif
735         while (size > csizep->cs_size)
736                 csizep++;
737
738         /*
739          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
740          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
741          * for large kmalloc calls required.
742          */
743         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
744                 return csizep->cs_dmacachep;
745         return csizep->cs_cachep;
746 }
747
748 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
749 {
750         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
751 }
752 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
753
754 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
755 {
756         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
757 }
758
759 /*
760  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
761  */
762 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
763                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
764                            unsigned int *num)
765 {
766         int nr_objs;
767         size_t mgmt_size;
768         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
769
770         /*
771          * The slab management structure can be either off the slab or
772          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
773          * slab is used for:
774          *
775          * - The struct slab
776          * - One kmem_bufctl_t for each object
777          * - Padding to respect alignment of @align
778          * - @buffer_size bytes for each object
779          *
780          * If the slab management structure is off the slab, then the
781          * alignment will already be calculated into the size. Because
782          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
783          * correct alignment when allocated.
784          */
785         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
786                 mgmt_size = 0;
787                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
788
789                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
790                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
791         } else {
792                 /*
793                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
794                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
795                  * least @align. In the worst case, this result will
796                  * be one greater than the number of objects that fit
797                  * into the memory allocation when taking the padding
798                  * into account.
799                  */
800                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
801                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
802
803                 /*
804                  * This calculated number will be either the right
805                  * amount, or one greater than what we want.
806                  */
807                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
808                        > slab_size)
809                         nr_objs--;
810
811                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
812                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
813
814                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
815         }
816         *num = nr_objs;
817         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
818 }
819
820 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
821
822 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
823                         char *msg)
824 {
825         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
826                function, cachep->name, msg);
827         dump_stack();
828 }
829
830 #ifdef CONFIG_NUMA
831 /*
832  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
833  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
834  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
835  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
836  */
837 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
838
839 static void init_reap_node(int cpu)
840 {
841         int node;
842
843         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
844         if (node == MAX_NUMNODES)
845                 node = first_node(node_online_map);
846
847         __get_cpu_var(reap_node) = node;
848 }
849
850 static void next_reap_node(void)
851 {
852         int node = __get_cpu_var(reap_node);
853
854         /*
855          * Also drain per cpu pages on remote zones
856          */
857         if (node != numa_node_id())
858                 drain_node_pages(node);
859
860         node = next_node(node, node_online_map);
861         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
862                 node = first_node(node_online_map);
863         __get_cpu_var(reap_node) = node;
864 }
865
866 #else
867 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
868 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
869 #endif
870
871 /*
872  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
873  * via the workqueue/eventd.
874  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
875  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
876  * lock.
877  */
878 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
879 {
880         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
881
882         /*
883          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
884          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
885          * at that time.
886          */
887         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
888                 init_reap_node(cpu);
889                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
890                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
891         }
892 }
893
894 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
895                                             int batchcount)
896 {
897         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
898         struct array_cache *nc = NULL;
899
900         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
901         if (nc) {
902                 nc->avail = 0;
903                 nc->limit = entries;
904                 nc->batchcount = batchcount;
905                 nc->touched = 0;
906                 spin_lock_init(&nc->lock);
907         }
908         return nc;
909 }
910
911 /*
912  * Transfer objects in one arraycache to another.
913  * Locking must be handled by the caller.
914  *
915  * Return the number of entries transferred.
916  */
917 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
918                 struct array_cache *from, unsigned int max)
919 {
920         /* Figure out how many entries to transfer */
921         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
922
923         if (!nr)
924                 return 0;
925
926         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
927                         sizeof(void *) *nr);
928
929         from->avail -= nr;
930         to->avail += nr;
931         to->touched = 1;
932         return nr;
933 }
934
935 #ifdef CONFIG_NUMA
936 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
937 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
938
939 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
940 {
941         struct array_cache **ac_ptr;
942         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
943         int i;
944
945         if (limit > 1)
946                 limit = 12;
947         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
948         if (ac_ptr) {
949                 for_each_node(i) {
950                         if (i == node || !node_online(i)) {
951                                 ac_ptr[i] = NULL;
952                                 continue;
953                         }
954                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
955                         if (!ac_ptr[i]) {
956                                 for (i--; i <= 0; i--)
957                                         kfree(ac_ptr[i]);
958                                 kfree(ac_ptr);
959                                 return NULL;
960                         }
961                 }
962         }
963         return ac_ptr;
964 }
965
966 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
967 {
968         int i;
969
970         if (!ac_ptr)
971                 return;
972         for_each_node(i)
973             kfree(ac_ptr[i]);
974         kfree(ac_ptr);
975 }
976
977 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
978                                 struct array_cache *ac, int node)
979 {
980         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
981
982         if (ac->avail) {
983                 spin_lock(&rl3->list_lock);
984                 /*
985                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
986                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
987                  * into the free lists and getting them back later.
988                  */
989                 if (rl3->shared)
990                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
991
992                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
993                 ac->avail = 0;
994                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
995         }
996 }
997
998 /*
999  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1000  */
1001 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1002 {
1003         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1004
1005         if (l3->alien) {
1006                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1007
1008                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1009                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1010                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1011                 }
1012         }
1013 }
1014
1015 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1016                                 struct array_cache **alien)
1017 {
1018         int i = 0;
1019         struct array_cache *ac;
1020         unsigned long flags;
1021
1022         for_each_online_node(i) {
1023                 ac = alien[i];
1024                 if (ac) {
1025                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1026                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1027                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1028                 }
1029         }
1030 }
1031
1032 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1033 {
1034         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1035         int nodeid = slabp->nodeid;
1036         struct kmem_list3 *l3;
1037         struct array_cache *alien = NULL;
1038
1039         /*
1040          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1041          * cache on this cpu.
1042          */
1043         if (likely(slabp->nodeid == numa_node_id()))
1044                 return 0;
1045
1046         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
1047         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1048         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1049                 alien = l3->alien[nodeid];
1050                 spin_lock(&alien->lock);
1051                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1052                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1053                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1054                 }
1055                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1056                 spin_unlock(&alien->lock);
1057         } else {
1058                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1059                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1060                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1061         }
1062         return 1;
1063 }
1064
1065 #else
1066
1067 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1068 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1069
1070 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1071 {
1072         return (struct array_cache **) 0x01020304ul;
1073 }
1074
1075 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1076 {
1077 }
1078
1079 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1080 {
1081         return 0;
1082 }
1083
1084 #endif
1085
1086 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1087                                     unsigned long action, void *hcpu)
1088 {
1089         long cpu = (long)hcpu;
1090         struct kmem_cache *cachep;
1091         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1092         int node = cpu_to_node(cpu);
1093         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1094
1095         switch (action) {
1096         case CPU_UP_PREPARE:
1097                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1098                 /*
1099                  * We need to do this right in the beginning since
1100                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1101                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1102                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1103                  */
1104
1105                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1106                         /*
1107                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1108                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1109                          * node has not already allocated this
1110                          */
1111                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1112                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1113                                 if (!l3)
1114                                         goto bad;
1115                                 kmem_list3_init(l3);
1116                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1117                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1118
1119                                 /*
1120                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1121                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1122                                  * protection here.
1123                                  */
1124                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1125                         }
1126
1127                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1128                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1129                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1130                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1131                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1132                 }
1133
1134                 /*
1135                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1136                  * array caches
1137                  */
1138                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1139                         struct array_cache *nc;
1140                         struct array_cache *shared;
1141                         struct array_cache **alien;
1142
1143                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1144                                                 cachep->batchcount);
1145                         if (!nc)
1146                                 goto bad;
1147                         shared = alloc_arraycache(node,
1148                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1149                                         0xbaadf00d);
1150                         if (!shared)
1151                                 goto bad;
1152
1153                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1154                         if (!alien)
1155                                 goto bad;
1156                         cachep->array[cpu] = nc;
1157                         l3 = cachep->nodelists[node];
1158                         BUG_ON(!l3);
1159
1160                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1161                         if (!l3->shared) {
1162                                 /*
1163                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1164                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1165                                  */
1166                                 l3->shared = shared;
1167                                 shared = NULL;
1168                         }
1169 #ifdef CONFIG_NUMA
1170                         if (!l3->alien) {
1171                                 l3->alien = alien;
1172                                 alien = NULL;
1173                         }
1174 #endif
1175                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1176                         kfree(shared);
1177                         free_alien_cache(alien);
1178                 }
1179                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1180                 break;
1181         case CPU_ONLINE:
1182                 start_cpu_timer(cpu);
1183                 break;
1184 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1185         case CPU_DEAD:
1186                 /*
1187                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1188                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1189                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1190                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1191                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1192                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1193                  */
1194                 /* fall thru */
1195         case CPU_UP_CANCELED:
1196                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1197                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1198                         struct array_cache *nc;
1199                         struct array_cache *shared;
1200                         struct array_cache **alien;
1201                         cpumask_t mask;
1202
1203                         mask = node_to_cpumask(node);
1204                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1205                         nc = cachep->array[cpu];
1206                         cachep->array[cpu] = NULL;
1207                         l3 = cachep->nodelists[node];
1208
1209                         if (!l3)
1210                                 goto free_array_cache;
1211
1212                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1213
1214                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1215                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1216                         if (nc)
1217                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1218
1219                         if (!cpus_empty(mask)) {
1220                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1221                                 goto free_array_cache;
1222                         }
1223
1224                         shared = l3->shared;
1225                         if (shared) {
1226                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1227                                            l3->shared->avail, node);
1228                                 l3->shared = NULL;
1229                         }
1230
1231                         alien = l3->alien;
1232                         l3->alien = NULL;
1233
1234                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1235
1236                         kfree(shared);
1237                         if (alien) {
1238                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1239                                 free_alien_cache(alien);
1240                         }
1241 free_array_cache:
1242                         kfree(nc);
1243                 }
1244                 /*
1245                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1246                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1247                  * shrink each nodelist to its limit.
1248                  */
1249                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1250                         l3 = cachep->nodelists[node];
1251                         if (!l3)
1252                                 continue;
1253                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1254                         /* free slabs belonging to this node */
1255                         __node_shrink(cachep, node);
1256                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1257                 }
1258                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1259                 break;
1260 #endif
1261         }
1262         return NOTIFY_OK;
1263 bad:
1264         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1265         return NOTIFY_BAD;
1266 }
1267
1268 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
1269
1270 /*
1271  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1272  */
1273 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1274                         int nodeid)
1275 {
1276         struct kmem_list3 *ptr;
1277
1278         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1279         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1280         BUG_ON(!ptr);
1281
1282         local_irq_disable();
1283         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1284         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1285         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1286         local_irq_enable();
1287 }
1288
1289 /*
1290  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1291  * before smp_init().
1292  */
1293 void __init kmem_cache_init(void)
1294 {
1295         size_t left_over;
1296         struct cache_sizes *sizes;
1297         struct cache_names *names;
1298         int i;
1299         int order;
1300
1301         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1302                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1303                 if (i < MAX_NUMNODES)
1304                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1305         }
1306
1307         /*
1308          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1309          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1310          */
1311         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1312                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1313
1314         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1315          * from caches that do not exist yet:
1316          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1317          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1318          *    cache_cache is statically allocated.
1319          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1320          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1321          *    array at the end of the bootstrap.
1322          * 2) Create the first kmalloc cache.
1323          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1324          *    An __init data area is used for the head array.
1325          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1326          *    head arrays.
1327          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1328          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1329          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1330          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1331          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1332          */
1333
1334         /* 1) create the cache_cache */
1335         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1336         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1337         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1338         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1339         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1340
1341         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1342                                         cache_line_size());
1343
1344         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1345                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1346                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1347                 if (cache_cache.num)
1348                         break;
1349         }
1350         BUG_ON(!cache_cache.num);
1351         cache_cache.gfporder = order;
1352         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1353         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1354                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1355
1356         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1357         sizes = malloc_sizes;
1358         names = cache_names;
1359
1360         /*
1361          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1362          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1363          * bug.
1364          */
1365
1366         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1367                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1368                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1369                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1370                                         NULL, NULL);
1371
1372         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1373                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1374                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1375                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1376                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1377                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1378                                 NULL, NULL);
1379         }
1380
1381         slab_early_init = 0;
1382
1383         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1384                 /*
1385                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1386                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1387                  * eliminates "false sharing".
1388                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1389                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1390                  */
1391                 if (!sizes->cs_cachep) {
1392                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1393                                         sizes->cs_size,
1394                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1395                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1396                                         NULL, NULL);
1397                 }
1398
1399                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1400                                         sizes->cs_size,
1401                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1402                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1403                                                 SLAB_PANIC,
1404                                         NULL, NULL);
1405                 sizes++;
1406                 names++;
1407         }
1408         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1409         {
1410                 void *ptr;
1411
1412                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1413
1414                 local_irq_disable();
1415                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1416                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1417                        sizeof(struct arraycache_init));
1418                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1419                 local_irq_enable();
1420
1421                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1422
1423                 local_irq_disable();
1424                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1425                        != &initarray_generic.cache);
1426                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1427                        sizeof(struct arraycache_init));
1428                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1429                     ptr;
1430                 local_irq_enable();
1431         }
1432         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1433         {
1434                 int node;
1435                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1436                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1437                           numa_node_id());
1438
1439                 for_each_online_node(node) {
1440                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1441                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1442
1443                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1444                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1445                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1446                                           node);
1447                         }
1448                 }
1449         }
1450
1451         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1452         {
1453                 struct kmem_cache *cachep;
1454                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1455                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1456                         enable_cpucache(cachep);
1457                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1458         }
1459
1460         /* Done! */
1461         g_cpucache_up = FULL;
1462
1463         /*
1464          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1465          * cpu_cache_get for all new cpus
1466          */
1467         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1468
1469         /*
1470          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1471          * of the kernel is not yet operational.
1472          */
1473 }
1474
1475 static int __init cpucache_init(void)
1476 {
1477         int cpu;
1478
1479         /*
1480          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1481          */
1482         for_each_online_cpu(cpu)
1483                 start_cpu_timer(cpu);
1484         return 0;
1485 }
1486 __initcall(cpucache_init);
1487
1488 /*
1489  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1490  *
1491  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1492  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1493  * would be relatively rare and ignorable.
1494  */
1495 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1496 {
1497         struct page *page;
1498         int nr_pages;
1499         int i;
1500
1501 #ifndef CONFIG_MMU
1502         /*
1503          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1504          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1505          */
1506         flags |= __GFP_COMP;
1507 #endif
1508         flags |= cachep->gfpflags;
1509
1510         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1511         if (!page)
1512                 return NULL;
1513
1514         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1515         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1516                 atomic_add(nr_pages, &slab_reclaim_pages);
1517         add_page_state(nr_slab, nr_pages);
1518         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1519                 __SetPageSlab(page + i);
1520         return page_address(page);
1521 }
1522
1523 /*
1524  * Interface to system's page release.
1525  */
1526 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1527 {
1528         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1529         struct page *page = virt_to_page(addr);
1530         const unsigned long nr_freed = i;
1531
1532         while (i--) {
1533                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1534                 __ClearPageSlab(page);
1535                 page++;
1536         }
1537         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1538         if (current->reclaim_state)
1539                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1540         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1541         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1542                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1543 }
1544
1545 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1546 {
1547         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1548         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1549
1550         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1551         if (OFF_SLAB(cachep))
1552                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1553 }
1554
1555 #if DEBUG
1556
1557 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1558 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1559                             unsigned long caller)
1560 {
1561         int size = obj_size(cachep);
1562
1563         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1564
1565         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1566                 return;
1567
1568         *addr++ = 0x12345678;
1569         *addr++ = caller;
1570         *addr++ = smp_processor_id();
1571         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1572         {
1573                 unsigned long *sptr = &caller;
1574                 unsigned long svalue;
1575
1576                 while (!kstack_end(sptr)) {
1577                         svalue = *sptr++;
1578                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1579                                 *addr++ = svalue;
1580                                 size -= sizeof(unsigned long);
1581                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1582                                         break;
1583                         }
1584                 }
1585
1586         }
1587         *addr++ = 0x87654321;
1588 }
1589 #endif
1590
1591 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1592 {
1593         int size = obj_size(cachep);
1594         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1595
1596         memset(addr, val, size);
1597         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1598 }
1599
1600 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1601 {
1602         int i;
1603         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1604         for (i = 0; i < limit; i++)
1605                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1606         printk("\n");
1607 }
1608 #endif
1609
1610 #if DEBUG
1611
1612 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1613 {
1614         int i, size;
1615         char *realobj;
1616
1617         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1618                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1619                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1620                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1621         }
1622
1623         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1624                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1625                         *dbg_userword(cachep, objp));
1626                 print_symbol("(%s)",
1627                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1628                 printk("\n");
1629         }
1630         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1631         size = obj_size(cachep);
1632         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1633                 int limit;
1634                 limit = 16;
1635                 if (i + limit > size)
1636                         limit = size - i;
1637                 dump_line(realobj, i, limit);
1638         }
1639 }
1640
1641 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1642 {
1643         char *realobj;
1644         int size, i;
1645         int lines = 0;
1646
1647         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1648         size = obj_size(cachep);
1649
1650         for (i = 0; i < size; i++) {
1651                 char exp = POISON_FREE;
1652                 if (i == size - 1)
1653                         exp = POISON_END;
1654                 if (realobj[i] != exp) {
1655                         int limit;
1656                         /* Mismatch ! */
1657                         /* Print header */
1658                         if (lines == 0) {
1659                                 printk(KERN_ERR
1660                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1661                                         realobj, size);
1662                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1663                         }
1664                         /* Hexdump the affected line */
1665                         i = (i / 16) * 16;
1666                         limit = 16;
1667                         if (i + limit > size)
1668                                 limit = size - i;
1669                         dump_line(realobj, i, limit);
1670                         i += 16;
1671                         lines++;
1672                         /* Limit to 5 lines */
1673                         if (lines > 5)
1674                                 break;
1675                 }
1676         }
1677         if (lines != 0) {
1678                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1679                  * exist:
1680                  */
1681                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1682                 unsigned int objnr;
1683
1684                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1685                 if (objnr) {
1686                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1687                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1688                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1689                                realobj, size);
1690                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1691                 }
1692                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1693                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1694                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1695                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1696                                realobj, size);
1697                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1698                 }
1699         }
1700 }
1701 #endif
1702
1703 #if DEBUG
1704 /**
1705  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1706  * @cachep: cache pointer being destroyed
1707  * @slabp: slab pointer being destroyed
1708  *
1709  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1710  * destroyed.
1711  */
1712 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1713 {
1714         int i;
1715         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1716                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1717
1718                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1719 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1720                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1721                                         OFF_SLAB(cachep))
1722                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1723                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1724                         else
1725                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1726 #else
1727                         check_poison_obj(cachep, objp);
1728 #endif
1729                 }
1730                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1731                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1732                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1733                                            "was overwritten");
1734                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1735                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1736                                            "was overwritten");
1737                 }
1738                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1739                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1740         }
1741 }
1742 #else
1743 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1744 {
1745         if (cachep->dtor) {
1746                 int i;
1747                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1748                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1749                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1750                 }
1751         }
1752 }
1753 #endif
1754
1755 /**
1756  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1757  * @cachep: cache pointer being destroyed
1758  * @slabp: slab pointer being destroyed
1759  *
1760  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1761  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1762  * cache-lock is not held/needed.
1763  */
1764 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1765 {
1766         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1767
1768         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1769         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1770                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1771
1772                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1773                 slab_rcu->cachep = cachep;
1774                 slab_rcu->addr = addr;
1775                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1776         } else {
1777                 kmem_freepages(cachep, addr);
1778                 if (OFF_SLAB(cachep))
1779                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1780         }
1781 }
1782
1783 /*
1784  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1785  * size of kmem_list3.
1786  */
1787 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1788 {
1789         int node;
1790
1791         for_each_online_node(node) {
1792                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1793                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1794                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1795                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1796         }
1797 }
1798
1799 /**
1800  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1801  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1802  * @size: size of objects to be created in this cache.
1803  * @align: required alignment for the objects.
1804  * @flags: slab allocation flags
1805  *
1806  * Also calculates the number of objects per slab.
1807  *
1808  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1809  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1810  * towards high-order requests, this should be changed.
1811  */
1812 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1813                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1814 {
1815         unsigned long offslab_limit;
1816         size_t left_over = 0;
1817         int gfporder;
1818
1819         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1820                 unsigned int num;
1821                 size_t remainder;
1822
1823                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1824                 if (!num)
1825                         continue;
1826
1827                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1828                         /*
1829                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1830                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1831                          * looping condition in cache_grow().
1832                          */
1833                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1834                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1835
1836                         if (num > offslab_limit)
1837                                 break;
1838                 }
1839
1840                 /* Found something acceptable - save it away */
1841                 cachep->num = num;
1842                 cachep->gfporder = gfporder;
1843                 left_over = remainder;
1844
1845                 /*
1846                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1847                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1848                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1849                  */
1850                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1851                         break;
1852
1853                 /*
1854                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1855                  * currently bad for the gfp()s.
1856                  */
1857                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1858                         break;
1859
1860                 /*
1861                  * Acceptable internal fragmentation?
1862                  */
1863                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1864                         break;
1865         }
1866         return left_over;
1867 }
1868
1869 static void setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1870 {
1871         if (g_cpucache_up == FULL) {
1872                 enable_cpucache(cachep);
1873                 return;
1874         }
1875         if (g_cpucache_up == NONE) {
1876                 /*
1877                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
1878                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
1879                  * further caches will BUG().
1880                  */
1881                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1882
1883                 /*
1884                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
1885                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
1886                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
1887                  */
1888                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1889                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1890                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1891                 else
1892                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1893         } else {
1894                 cachep->array[smp_processor_id()] =
1895                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1896
1897                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1898                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1899                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1900                 } else {
1901                         int node;
1902                         for_each_online_node(node) {
1903                                 cachep->nodelists[node] =
1904                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1905                                                 GFP_KERNEL, node);
1906                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1907                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1908                         }
1909                 }
1910         }
1911         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1912                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1913                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1914
1915         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1916         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1917         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1918         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1919         cachep->batchcount = 1;
1920         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1921 }
1922
1923 /**
1924  * kmem_cache_create - Create a cache.
1925  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1926  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1927  * @align: The required alignment for the objects.
1928  * @flags: SLAB flags
1929  * @ctor: A constructor for the objects.
1930  * @dtor: A destructor for the objects.
1931  *
1932  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1933  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1934  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1935  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1936  *
1937  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1938  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
1939  *
1940  * The flags are
1941  *
1942  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1943  * to catch references to uninitialised memory.
1944  *
1945  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1946  * for buffer overruns.
1947  *
1948  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1949  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1950  * as davem.
1951  */
1952 struct kmem_cache *
1953 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1954         unsigned long flags,
1955         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1956         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1957 {
1958         size_t left_over, slab_size, ralign;
1959         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
1960
1961         /*
1962          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1963          */
1964         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
1965             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1966                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
1967                                 name);
1968                 BUG();
1969         }
1970
1971         /*
1972          * Prevent CPUs from coming and going.
1973          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
1974          */
1975         lock_cpu_hotplug();
1976
1977         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1978
1979         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
1980                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1981                 char tmp;
1982                 int res;
1983
1984                 /*
1985                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1986                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1987                  * area of the module.  Print a warning.
1988                  */
1989                 set_fs(KERNEL_DS);
1990                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1991                 set_fs(old_fs);
1992                 if (res) {
1993                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1994                                pc->buffer_size);
1995                         continue;
1996                 }
1997
1998                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1999                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2000                         dump_stack();
2001                         goto oops;
2002                 }
2003         }
2004
2005 #if DEBUG
2006         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2007         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
2008                 /* No constructor, but inital state check requested */
2009                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
2010                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
2011                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
2012         }
2013 #if FORCED_DEBUG
2014         /*
2015          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2016          * large objects, if the increased size would increase the object size
2017          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2018          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2019          */
2020         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2021                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2022         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2023                 flags |= SLAB_POISON;
2024 #endif
2025         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2026                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2027 #endif
2028         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2029                 BUG_ON(dtor);
2030
2031         /*
2032          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2033          * isn't available.
2034          */
2035         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2036
2037         /*
2038          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2039          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2040          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2041          */
2042         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2043                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2044                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2045         }
2046
2047         /* calculate the final buffer alignment: */
2048
2049         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2050         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2051                 /*
2052                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2053                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2054                  * one cacheline.
2055                  */
2056                 ralign = cache_line_size();
2057                 while (size <= ralign / 2)
2058                         ralign /= 2;
2059         } else {
2060                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2061         }
2062         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
2063         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2064                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2065                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2066                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2067         }
2068         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
2069         if (ralign < align) {
2070                 ralign = align;
2071                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2072                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2073         }
2074         /*
2075          * 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
2076          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
2077          */
2078         align = ralign;
2079
2080         /* Get cache's description obj. */
2081         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
2082         if (!cachep)
2083                 goto oops;
2084
2085 #if DEBUG
2086         cachep->obj_size = size;
2087
2088         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2089                 /* redzoning only works with word aligned caches */
2090                 align = BYTES_PER_WORD;
2091
2092                 /* add space for red zone words */
2093                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2094                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2095         }
2096         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2097                 /* user store requires word alignment and
2098                  * one word storage behind the end of the real
2099                  * object.
2100                  */
2101                 align = BYTES_PER_WORD;
2102                 size += BYTES_PER_WORD;
2103         }
2104 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2105         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2106             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2107                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2108                 size = PAGE_SIZE;
2109         }
2110 #endif
2111 #endif
2112
2113         /*
2114          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2115          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2116          * it too early on.)
2117          */
2118         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2119                 /*
2120                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2121                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2122                  */
2123                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2124
2125         size = ALIGN(size, align);
2126
2127         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2128
2129         if (!cachep->num) {
2130                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2131                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2132                 cachep = NULL;
2133                 goto oops;
2134         }
2135         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2136                           + sizeof(struct slab), align);
2137
2138         /*
2139          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2140          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2141          */
2142         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2143                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2144                 left_over -= slab_size;
2145         }
2146
2147         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2148                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2149                 slab_size =
2150                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2151         }
2152
2153         cachep->colour_off = cache_line_size();
2154         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2155         if (cachep->colour_off < align)
2156                 cachep->colour_off = align;
2157         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2158         cachep->slab_size = slab_size;
2159         cachep->flags = flags;
2160         cachep->gfpflags = 0;
2161         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2162                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2163         cachep->buffer_size = size;
2164
2165         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
2166                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2167         cachep->ctor = ctor;
2168         cachep->dtor = dtor;
2169         cachep->name = name;
2170
2171
2172         setup_cpu_cache(cachep);
2173
2174         /* cache setup completed, link it into the list */
2175         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2176 oops:
2177         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2178                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2179                       name);
2180         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2181         unlock_cpu_hotplug();
2182         return cachep;
2183 }
2184 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2185
2186 #if DEBUG
2187 static void check_irq_off(void)
2188 {
2189         BUG_ON(!irqs_disabled());
2190 }
2191
2192 static void check_irq_on(void)
2193 {
2194         BUG_ON(irqs_disabled());
2195 }
2196
2197 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2198 {
2199 #ifdef CONFIG_SMP
2200         check_irq_off();
2201         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2202 #endif
2203 }
2204
2205 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2206 {
2207 #ifdef CONFIG_SMP
2208         check_irq_off();
2209         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2210 #endif
2211 }
2212
2213 #else
2214 #define check_irq_off() do { } while(0)
2215 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2216 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2217 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2218 #endif
2219
2220 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2221                         struct array_cache *ac,
2222                         int force, int node);
2223
2224 static void do_drain(void *arg)
2225 {
2226         struct kmem_cache *cachep = arg;
2227         struct array_cache *ac;
2228         int node = numa_node_id();
2229
2230         check_irq_off();
2231         ac = cpu_cache_get(cachep);
2232         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2233         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2234         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2235         ac->avail = 0;
2236 }
2237
2238 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2239 {
2240         struct kmem_list3 *l3;
2241         int node;
2242
2243         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2244         check_irq_on();
2245         for_each_online_node(node) {
2246                 l3 = cachep->nodelists[node];
2247                 if (l3 && l3->alien)
2248                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2249         }
2250
2251         for_each_online_node(node) {
2252                 l3 = cachep->nodelists[node];
2253                 if (l3)
2254                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2255         }
2256 }
2257
2258 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2259 {
2260         struct slab *slabp;
2261         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2262         int ret;
2263
2264         for (;;) {
2265                 struct list_head *p;
2266
2267                 p = l3->slabs_free.prev;
2268                 if (p == &l3->slabs_free)
2269                         break;
2270
2271                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2272 #if DEBUG
2273                 BUG_ON(slabp->inuse);
2274 #endif
2275                 list_del(&slabp->list);
2276
2277                 l3->free_objects -= cachep->num;
2278                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2279                 slab_destroy(cachep, slabp);
2280                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2281         }
2282         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2283         return ret;
2284 }
2285
2286 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2287 {
2288         int ret = 0, i = 0;
2289         struct kmem_list3 *l3;
2290
2291         drain_cpu_caches(cachep);
2292
2293         check_irq_on();
2294         for_each_online_node(i) {
2295                 l3 = cachep->nodelists[i];
2296                 if (l3) {
2297                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2298                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2299                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2300                 }
2301         }
2302         return (ret ? 1 : 0);
2303 }
2304
2305 /**
2306  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2307  * @cachep: The cache to shrink.
2308  *
2309  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2310  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2311  */
2312 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2313 {
2314         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2315
2316         return __cache_shrink(cachep);
2317 }
2318 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2319
2320 /**
2321  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2322  * @cachep: the cache to destroy
2323  *
2324  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2325  * Returns 0 on success.
2326  *
2327  * It is expected this function will be called by a module when it is
2328  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2329  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2330  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2331  *
2332  * The cache must be empty before calling this function.
2333  *
2334  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2335  * during the kmem_cache_destroy().
2336  */
2337 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2338 {
2339         int i;
2340         struct kmem_list3 *l3;
2341
2342         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2343
2344         /* Don't let CPUs to come and go */
2345         lock_cpu_hotplug();
2346
2347         /* Find the cache in the chain of caches. */
2348         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2349         /*
2350          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2351          */
2352         list_del(&cachep->next);
2353         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2354
2355         if (__cache_shrink(cachep)) {
2356                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2357                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2358                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2359                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2360                 unlock_cpu_hotplug();
2361                 return 1;
2362         }
2363
2364         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2365                 synchronize_rcu();
2366
2367         for_each_online_cpu(i)
2368             kfree(cachep->array[i]);
2369
2370         /* NUMA: free the list3 structures */
2371         for_each_online_node(i) {
2372                 l3 = cachep->nodelists[i];
2373                 if (l3) {
2374                         kfree(l3->shared);
2375                         free_alien_cache(l3->alien);
2376                         kfree(l3);
2377                 }
2378         }
2379         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2380         unlock_cpu_hotplug();
2381         return 0;
2382 }
2383 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2384
2385 /* Get the memory for a slab management obj. */
2386 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2387                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2388                                    int nodeid)
2389 {
2390         struct slab *slabp;
2391
2392         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2393                 /* Slab management obj is off-slab. */
2394                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2395                                               local_flags, nodeid);
2396                 if (!slabp)
2397                         return NULL;
2398         } else {
2399                 slabp = objp + colour_off;
2400                 colour_off += cachep->slab_size;
2401         }
2402         slabp->inuse = 0;
2403         slabp->colouroff = colour_off;
2404         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2405         slabp->nodeid = nodeid;
2406         return slabp;
2407 }
2408
2409 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2410 {
2411         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2412 }
2413
2414 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2415                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2416 {
2417         int i;
2418
2419         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2420                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2421 #if DEBUG
2422                 /* need to poison the objs? */
2423                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2424                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2425                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2426                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2427
2428                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2429                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2430                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2431                 }
2432                 /*
2433                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2434                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2435                  * They must also be threaded.
2436                  */
2437                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2438                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2439                                      ctor_flags);
2440
2441                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2442                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2443                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2444                                            " end of an object");
2445                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2446                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2447                                            " start of an object");
2448                 }
2449                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2450                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2451                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2452                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2453 #else
2454                 if (cachep->ctor)
2455                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2456 #endif
2457                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2458         }
2459         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2460         slabp->free = 0;
2461 }
2462
2463 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2464 {
2465         if (flags & SLAB_DMA)
2466                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2467         else
2468                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2469 }
2470
2471 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2472                                 int nodeid)
2473 {
2474         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2475         kmem_bufctl_t next;
2476
2477         slabp->inuse++;
2478         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2479 #if DEBUG
2480         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2481         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2482 #endif
2483         slabp->free = next;
2484
2485         return objp;
2486 }
2487
2488 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2489                                 void *objp, int nodeid)
2490 {
2491         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2492
2493 #if DEBUG
2494         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2495         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2496
2497         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2498                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2499                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2500                 BUG();
2501         }
2502 #endif
2503         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2504         slabp->free = objnr;
2505         slabp->inuse--;
2506 }
2507
2508 /*
2509  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2510  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2511  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2512  */
2513 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2514                            void *addr)
2515 {
2516         int nr_pages;
2517         struct page *page;
2518
2519         page = virt_to_page(addr);
2520
2521         nr_pages = 1;
2522         if (likely(!PageCompound(page)))
2523                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2524
2525         do {
2526                 page_set_cache(page, cache);
2527                 page_set_slab(page, slab);
2528                 page++;
2529         } while (--nr_pages);
2530 }
2531
2532 /*
2533  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2534  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2535  */
2536 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2537 {
2538         struct slab *slabp;
2539         void *objp;
2540         size_t offset;
2541         gfp_t local_flags;
2542         unsigned long ctor_flags;
2543         struct kmem_list3 *l3;
2544
2545         /*
2546          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2547          * critical path in kmem_cache_alloc().
2548          */
2549         BUG_ON(flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW));
2550         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2551                 return 0;
2552
2553         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2554         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2555         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2556                 /*
2557                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2558                  * this - it might need to know...
2559                  */
2560                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2561
2562         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2563         check_irq_off();
2564         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2565         spin_lock(&l3->list_lock);
2566
2567         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2568         offset = l3->colour_next;
2569         l3->colour_next++;
2570         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2571                 l3->colour_next = 0;
2572         spin_unlock(&l3->list_lock);
2573
2574         offset *= cachep->colour_off;
2575
2576         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2577                 local_irq_enable();
2578
2579         /*
2580          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2581          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2582          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2583          * will eventually be caught here (where it matters).
2584          */
2585         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2586
2587         /*
2588          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2589          * 'nodeid'.
2590          */
2591         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2592         if (!objp)
2593                 goto failed;
2594
2595         /* Get slab management. */
2596         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags, nodeid);
2597         if (!slabp)
2598                 goto opps1;
2599
2600         slabp->nodeid = nodeid;
2601         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2602
2603         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2604
2605         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2606                 local_irq_disable();
2607         check_irq_off();
2608         spin_lock(&l3->list_lock);
2609
2610         /* Make slab active. */
2611         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2612         STATS_INC_GROWN(cachep);
2613         l3->free_objects += cachep->num;
2614         spin_unlock(&l3->list_lock);
2615         return 1;
2616 opps1:
2617         kmem_freepages(cachep, objp);
2618 failed:
2619         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2620                 local_irq_disable();
2621         return 0;
2622 }
2623
2624 #if DEBUG
2625
2626 /*
2627  * Perform extra freeing checks:
2628  * - detect bad pointers.
2629  * - POISON/RED_ZONE checking
2630  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2631  */
2632 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2633 {
2634         struct page *page;
2635
2636         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2637                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2638                        (unsigned long)objp);
2639                 BUG();
2640         }
2641         page = virt_to_page(objp);
2642         if (!PageSlab(page)) {
2643                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2644                        (unsigned long)objp);
2645                 BUG();
2646         }
2647 }
2648
2649 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2650 {
2651         unsigned long redzone1, redzone2;
2652
2653         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2654         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2655
2656         /*
2657          * Redzone is ok.
2658          */
2659         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2660                 return;
2661
2662         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2663                 slab_error(cache, "double free detected");
2664         else
2665                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2666
2667         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2668                         obj, redzone1, redzone2);
2669 }
2670
2671 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2672                                    void *caller)
2673 {
2674         struct page *page;
2675         unsigned int objnr;
2676         struct slab *slabp;
2677
2678         objp -= obj_offset(cachep);
2679         kfree_debugcheck(objp);
2680         page = virt_to_page(objp);
2681
2682         slabp = page_get_slab(page);
2683
2684         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2685                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2686                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2687                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2688         }
2689         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2690                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2691
2692         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2693
2694         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2695         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2696
2697         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2698                 /*
2699                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2700                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2701                  * the cache-lock held.
2702                  */
2703                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2704                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2705         }
2706         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2707                 /* we want to cache poison the object,
2708                  * call the destruction callback
2709                  */
2710                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2711         }
2712 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2713         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2714 #endif
2715         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2716 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2717                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2718                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2719                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2720                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2721                 } else {
2722                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2723                 }
2724 #else
2725                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2726 #endif
2727         }
2728         return objp;
2729 }
2730
2731 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2732 {
2733         kmem_bufctl_t i;
2734         int entries = 0;
2735
2736         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2737         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2738                 entries++;
2739                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2740                         goto bad;
2741         }
2742         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2743 bad:
2744                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2745                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2746                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2747                 for (i = 0;
2748                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2749                      i++) {
2750                         if (i % 16 == 0)
2751                                 printk("\n%03x:", i);
2752                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2753                 }
2754                 printk("\n");
2755                 BUG();
2756         }
2757 }
2758 #else
2759 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2760 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2761 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2762 #endif
2763
2764 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2765 {
2766         int batchcount;
2767         struct kmem_list3 *l3;
2768         struct array_cache *ac;
2769
2770         check_irq_off();
2771         ac = cpu_cache_get(cachep);
2772 retry:
2773         batchcount = ac->batchcount;
2774         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2775                 /*
2776                  * If there was little recent activity on this cache, then
2777                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2778                  * refill bouncing.
2779                  */
2780                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2781         }
2782         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2783
2784         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2785         spin_lock(&l3->list_lock);
2786
2787         /* See if we can refill from the shared array */
2788         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2789                 goto alloc_done;
2790
2791         while (batchcount > 0) {
2792                 struct list_head *entry;
2793                 struct slab *slabp;
2794                 /* Get slab alloc is to come from. */
2795                 entry = l3->slabs_partial.next;
2796                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2797                         l3->free_touched = 1;
2798                         entry = l3->slabs_free.next;
2799                         if (entry == &l3->slabs_free)
2800                                 goto must_grow;
2801                 }
2802
2803                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2804                 check_slabp(cachep, slabp);
2805                 check_spinlock_acquired(cachep);
2806                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2807                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2808                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2809                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2810
2811                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2812                                                             numa_node_id());
2813                 }
2814                 check_slabp(cachep, slabp);
2815
2816                 /* move slabp to correct slabp list: */
2817                 list_del(&slabp->list);
2818                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2819                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2820                 else
2821                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2822         }
2823
2824 must_grow:
2825         l3->free_objects -= ac->avail;
2826 alloc_done:
2827         spin_unlock(&l3->list_lock);
2828
2829         if (unlikely(!ac->avail)) {
2830                 int x;
2831                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2832
2833                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2834                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2835                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2836                         return NULL;
2837
2838                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2839                         goto retry;
2840         }
2841         ac->touched = 1;
2842         return ac->entry[--ac->avail];
2843 }
2844
2845 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2846                                                 gfp_t flags)
2847 {
2848         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2849 #if DEBUG
2850         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2851 #endif
2852 }
2853
2854 #if DEBUG
2855 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2856                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
2857 {
2858         if (!objp)
2859                 return objp;
2860         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2861 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2862                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2863                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2864                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2865                 else
2866                         check_poison_obj(cachep, objp);
2867 #else
2868                 check_poison_obj(cachep, objp);
2869 #endif
2870                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2871         }
2872         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2873                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2874
2875         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2876                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2877                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2878                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2879                                                 " object was overwritten");
2880                         printk(KERN_ERR
2881                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
2882                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2883                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2884                 }
2885                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2886                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2887         }
2888 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2889         {
2890                 struct slab *slabp;
2891                 unsigned objnr;
2892
2893                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
2894                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2895                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
2896         }
2897 #endif
2898         objp += obj_offset(cachep);
2899         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2900                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2901
2902                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2903                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2904
2905                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2906         }
2907         return objp;
2908 }
2909 #else
2910 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2911 #endif
2912
2913 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2914 {
2915         void *objp;
2916         struct array_cache *ac;
2917
2918 #ifdef CONFIG_NUMA
2919         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
2920                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
2921                 if (objp != NULL)
2922                         return objp;
2923         }
2924 #endif
2925
2926         check_irq_off();
2927         ac = cpu_cache_get(cachep);
2928         if (likely(ac->avail)) {
2929                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2930                 ac->touched = 1;
2931                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2932         } else {
2933                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2934                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2935         }
2936         return objp;
2937 }
2938
2939 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
2940                                                 gfp_t flags, void *caller)
2941 {
2942         unsigned long save_flags;
2943         void *objp;
2944
2945         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2946
2947         local_irq_save(save_flags);
2948         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2949         local_irq_restore(save_flags);
2950         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2951                                             caller);
2952         prefetchw(objp);
2953         return objp;
2954 }
2955
2956 #ifdef CONFIG_NUMA
2957 /*
2958  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
2959  *
2960  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2961  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2962  */
2963 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2964 {
2965         int nid_alloc, nid_here;
2966
2967         if (in_interrupt())
2968                 return NULL;
2969         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
2970         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
2971                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
2972         else if (current->mempolicy)
2973                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
2974         if (nid_alloc != nid_here)
2975                 return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
2976         return NULL;
2977 }
2978
2979 /*
2980  * A interface to enable slab creation on nodeid
2981  */
2982 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2983                                 int nodeid)
2984 {
2985         struct list_head *entry;
2986         struct slab *slabp;
2987         struct kmem_list3 *l3;
2988         void *obj;
2989         int x;
2990
2991         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2992         BUG_ON(!l3);
2993
2994 retry:
2995         check_irq_off();
2996         spin_lock(&l3->list_lock);
2997         entry = l3->slabs_partial.next;
2998         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2999                 l3->free_touched = 1;
3000                 entry = l3->slabs_free.next;
3001                 if (entry == &l3->slabs_free)
3002                         goto must_grow;
3003         }
3004
3005         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3006         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3007         check_slabp(cachep, slabp);
3008
3009         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3010         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3011         STATS_SET_HIGH(cachep);
3012
3013         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3014
3015         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3016         check_slabp(cachep, slabp);
3017         l3->free_objects--;
3018         /* move slabp to correct slabp list: */
3019         list_del(&slabp->list);
3020
3021         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3022                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3023         else
3024                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3025
3026         spin_unlock(&l3->list_lock);
3027         goto done;
3028
3029 must_grow:
3030         spin_unlock(&l3->list_lock);
3031         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
3032
3033         if (!x)
3034                 return NULL;
3035
3036         goto retry;
3037 done:
3038         return obj;
3039 }
3040 #endif
3041
3042 /*
3043  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3044  */
3045 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3046                        int node)
3047 {
3048         int i;
3049         struct kmem_list3 *l3;
3050
3051         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3052                 void *objp = objpp[i];
3053                 struct slab *slabp;
3054
3055                 slabp = virt_to_slab(objp);
3056                 l3 = cachep->nodelists[node];
3057                 list_del(&slabp->list);
3058                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3059                 check_slabp(cachep, slabp);
3060                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3061                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3062                 l3->free_objects++;
3063                 check_slabp(cachep, slabp);
3064
3065                 /* fixup slab chains */
3066                 if (slabp->inuse == 0) {
3067                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3068                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3069                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3070                         } else {
3071                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3072                         }
3073                 } else {
3074                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3075                          * partial list on free - maximum time for the
3076                          * other objects to be freed, too.
3077                          */
3078                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3079                 }
3080         }
3081 }
3082
3083 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3084 {
3085         int batchcount;
3086         struct kmem_list3 *l3;
3087         int node = numa_node_id();
3088
3089         batchcount = ac->batchcount;
3090 #if DEBUG
3091         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3092 #endif
3093         check_irq_off();
3094         l3 = cachep->nodelists[node];
3095         spin_lock(&l3->list_lock);
3096         if (l3->shared) {
3097                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3098                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3099                 if (max) {
3100                         if (batchcount > max)
3101                                 batchcount = max;
3102                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3103                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3104                         shared_array->avail += batchcount;
3105                         goto free_done;
3106                 }
3107         }
3108
3109         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3110 free_done:
3111 #if STATS
3112         {
3113                 int i = 0;
3114                 struct list_head *p;
3115
3116                 p = l3->slabs_free.next;
3117                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3118                         struct slab *slabp;
3119
3120                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3121                         BUG_ON(slabp->inuse);
3122
3123                         i++;
3124                         p = p->next;
3125                 }
3126                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3127         }
3128 #endif
3129         spin_unlock(&l3->list_lock);
3130         ac->avail -= batchcount;
3131         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3132 }
3133
3134 /*
3135  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3136  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3137  */
3138 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3139 {
3140         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3141
3142         check_irq_off();
3143         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3144
3145         if (cache_free_alien(cachep, objp))
3146                 return;
3147
3148         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3149                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3150                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3151                 return;
3152         } else {
3153                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3154                 cache_flusharray(cachep, ac);
3155                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3156         }
3157 }
3158
3159 /**
3160  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3161  * @cachep: The cache to allocate from.
3162  * @flags: See kmalloc().
3163  *
3164  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3165  * if the cache has no available objects.
3166  */
3167 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3168 {
3169         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3170 }
3171 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3172
3173 /**
3174  * kmem_cache_alloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3175  * @cache: The cache to allocate from.
3176  * @flags: See kmalloc().
3177  *
3178  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3179  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3180  */
3181 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3182 {
3183         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3184         if (ret)
3185                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3186         return ret;
3187 }
3188 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3189
3190 /**
3191  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3192  *      be a slab entry.
3193  * @cachep: the cache we're checking against
3194  * @ptr: pointer to validate
3195  *
3196  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3197  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3198  * part of the slab cache in question, but it at least
3199  * validates that the pointer can be dereferenced and
3200  * looks half-way sane.
3201  *
3202  * Currently only used for dentry validation.
3203  */
3204 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3205 {
3206         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3207         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3208         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3209         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3210         struct page *page;
3211
3212         if (unlikely(addr < min_addr))
3213                 goto out;
3214         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3215                 goto out;
3216         if (unlikely(addr & align_mask))
3217                 goto out;
3218         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3219                 goto out;
3220         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3221                 goto out;
3222         page = virt_to_page(ptr);
3223         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3224                 goto out;
3225         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3226                 goto out;
3227         return 1;
3228 out:
3229         return 0;
3230 }
3231
3232 #ifdef CONFIG_NUMA
3233 /**
3234  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3235  * @cachep: The cache to allocate from.
3236  * @flags: See kmalloc().
3237  * @nodeid: node number of the target node.
3238  *
3239  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3240  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3241  * can improve the performance for cpu bound structures.
3242  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3243  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3244  */
3245 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3246 {
3247         unsigned long save_flags;
3248         void *ptr;
3249
3250         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3251         local_irq_save(save_flags);
3252
3253         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3254                         !cachep->nodelists[nodeid])
3255                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3256         else
3257                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3258         local_irq_restore(save_flags);
3259
3260         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3261                                            __builtin_return_address(0));
3262
3263         return ptr;
3264 }
3265 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3266
3267 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3268 {
3269         struct kmem_cache *cachep;
3270
3271         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3272         if (unlikely(cachep == NULL))
3273                 return NULL;
3274         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3275 }
3276 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3277 #endif
3278
3279 /**
3280  * __do_kmalloc - allocate memory
3281  * @size: how many bytes of memory are required.
3282  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3283  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3284  */
3285 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3286                                           void *caller)
3287 {
3288         struct kmem_cache *cachep;
3289
3290         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3291          * __ with kmem_.
3292          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3293          * functions.
3294          */
3295         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3296         if (unlikely(cachep == NULL))
3297                 return NULL;
3298         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3299 }
3300
3301
3302 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3303 {
3304 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3305         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3306 #else
3307         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3308 #endif
3309 }
3310 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3311
3312 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3313 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3314 {
3315         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3316 }
3317 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3318 #endif
3319
3320 #ifdef CONFIG_SMP
3321 /**
3322  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3323  * cpu in the system, zeroing them.
3324  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3325  *
3326  * @size: how many bytes of memory are required.
3327  */
3328 void *__alloc_percpu(size_t size)
3329 {
3330         int i;
3331         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3332
3333         if (!pdata)
3334                 return NULL;
3335
3336         /*
3337          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3338          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3339          * that we have allocated then....
3340          */
3341         for_each_possible_cpu(i) {
3342                 int node = cpu_to_node(i);
3343
3344                 if (node_online(node))
3345                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3346                 else
3347                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3348
3349                 if (!pdata->ptrs[i])
3350                         goto unwind_oom;
3351                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3352         }
3353
3354         /* Catch derefs w/o wrappers */
3355         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3356
3357 unwind_oom:
3358         while (--i >= 0) {
3359                 if (!cpu_possible(i))
3360                         continue;
3361                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3362         }
3363         kfree(pdata);
3364         return NULL;
3365 }
3366 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3367 #endif
3368
3369 /**
3370  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3371  * @cachep: The cache the allocation was from.
3372  * @objp: The previously allocated object.
3373  *
3374  * Free an object which was previously allocated from this
3375  * cache.
3376  */
3377 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3378 {
3379         unsigned long flags;
3380
3381         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3382
3383         local_irq_save(flags);
3384         __cache_free(cachep, objp);
3385         local_irq_restore(flags);
3386 }
3387 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3388
3389 /**
3390  * kfree - free previously allocated memory
3391  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3392  *
3393  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3394  *
3395  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3396  * or you will run into trouble.
3397  */
3398 void kfree(const void *objp)
3399 {
3400         struct kmem_cache *c;
3401         unsigned long flags;
3402
3403         if (unlikely(!objp))
3404                 return;
3405         local_irq_save(flags);
3406         kfree_debugcheck(objp);
3407         c = virt_to_cache(objp);
3408         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3409         __cache_free(c, (void *)objp);
3410         local_irq_restore(flags);
3411 }
3412 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3413
3414 #ifdef CONFIG_SMP
3415 /**
3416  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3417  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3418  *
3419  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3420  * The complemented objp is to check for that.
3421  */
3422 void free_percpu(const void *objp)
3423 {
3424         int i;
3425         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3426
3427         /*
3428          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3429          */
3430         for_each_possible_cpu(i)
3431             kfree(p->ptrs[i]);
3432         kfree(p);
3433 }
3434 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3435 #endif
3436
3437 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3438 {
3439         return obj_size(cachep);
3440 }
3441 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3442
3443 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3444 {
3445         return cachep->name;
3446 }
3447 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3448
3449 /*
3450  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3451  */
3452 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3453 {
3454         int node;
3455         struct kmem_list3 *l3;
3456         struct array_cache *new_shared;
3457         struct array_cache **new_alien;
3458
3459         for_each_online_node(node) {
3460
3461                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3462                 if (!new_alien)
3463                         goto fail;
3464
3465                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3466                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3467                                         0xbaadf00d);
3468                 if (!new_shared) {
3469                         free_alien_cache(new_alien);
3470                         goto fail;
3471                 }
3472
3473                 l3 = cachep->nodelists[node];
3474                 if (l3) {
3475                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3476
3477                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3478
3479                         if (shared)
3480                                 free_block(cachep, shared->entry,
3481                                                 shared->avail, node);
3482
3483                         l3->shared = new_shared;
3484                         if (!l3->alien) {
3485                                 l3->alien = new_alien;
3486                                 new_alien = NULL;
3487                         }
3488                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3489                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3490                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3491                         kfree(shared);
3492                         free_alien_cache(new_alien);
3493                         continue;
3494                 }
3495                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3496                 if (!l3) {
3497                         free_alien_cache(new_alien);
3498                         kfree(new_shared);
3499                         goto fail;
3500                 }
3501
3502                 kmem_list3_init(l3);
3503                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3504                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3505                 l3->shared = new_shared;
3506                 l3->alien = new_alien;
3507                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3508                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3509                 cachep->nodelists[node] = l3;
3510         }
3511         return 0;
3512
3513 fail:
3514         if (!cachep->next.next) {
3515                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3516                 node--;
3517                 while (node >= 0) {
3518                         if (cachep->nodelists[node]) {
3519                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3520
3521                                 kfree(l3->shared);
3522                                 free_alien_cache(l3->alien);
3523                                 kfree(l3);
3524                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3525                         }
3526                         node--;
3527                 }
3528         }
3529         return -ENOMEM;
3530 }
3531
3532 struct ccupdate_struct {
3533         struct kmem_cache *cachep;
3534         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3535 };
3536
3537 static void do_ccupdate_local(void *info)
3538 {
3539         struct ccupdate_struct *new = info;
3540         struct array_cache *old;
3541
3542         check_irq_off();
3543         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3544
3545         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3546         new->new[smp_processor_id()] = old;
3547 }
3548
3549 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3550 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3551                                 int batchcount, int shared)
3552 {
3553         struct ccupdate_struct new;
3554         int i, err;
3555
3556         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3557         for_each_online_cpu(i) {
3558                 new.new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3559                                                 batchcount);
3560                 if (!new.new[i]) {
3561                         for (i--; i >= 0; i--)
3562                                 kfree(new.new[i]);
3563                         return -ENOMEM;
3564                 }
3565         }
3566         new.cachep = cachep;
3567
3568         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)&new, 1, 1);
3569
3570         check_irq_on();
3571         cachep->batchcount = batchcount;
3572         cachep->limit = limit;
3573         cachep->shared = shared;
3574
3575         for_each_online_cpu(i) {
3576                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3577                 if (!ccold)
3578                         continue;
3579                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3580                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3581                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3582                 kfree(ccold);
3583         }
3584
3585         err = alloc_kmemlist(cachep);
3586         if (err) {
3587                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3588                        cachep->name, -err);
3589                 BUG();
3590         }
3591         return 0;
3592 }
3593
3594 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3595 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3596 {
3597         int err;
3598         int limit, shared;
3599
3600         /*
3601          * The head array serves three purposes:
3602          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3603          * - reduce the number of spinlock operations.
3604          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3605          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3606          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3607          * Bonwick.
3608          */
3609         if (cachep->buffer_size > 131072)
3610                 limit = 1;
3611         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3612                 limit = 8;
3613         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3614                 limit = 24;
3615         else if (cachep->buffer_size > 256)
3616                 limit = 54;
3617         else
3618                 limit = 120;
3619
3620         /*
3621          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3622          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3623          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3624          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3625          * replaces Bonwick's magazine layer.
3626          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3627          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3628          */
3629         shared = 0;
3630 #ifdef CONFIG_SMP
3631         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3632                 shared = 8;
3633 #endif
3634
3635 #if DEBUG
3636         /*
3637          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3638          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3639          */
3640         if (limit > 32)
3641                 limit = 32;
3642 #endif
3643         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3644         if (err)
3645                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3646                        cachep->name, -err);
3647 }
3648
3649 /*
3650  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3651  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3652  * if drain_array() is used on the shared array.
3653  */
3654 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3655                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3656 {
3657         int tofree;
3658
3659         if (!ac || !ac->avail)
3660                 return;
3661         if (ac->touched && !force) {
3662                 ac->touched = 0;
3663         } else {
3664                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3665                 if (ac->avail) {
3666                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3667                         if (tofree > ac->avail)
3668                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3669                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3670                         ac->avail -= tofree;
3671                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3672                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3673                 }
3674                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3675         }
3676 }
3677
3678 /**
3679  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3680  * @unused: unused parameter
3681  *
3682  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3683  * Purpose:
3684  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3685  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3686  *
3687  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3688  * again on the next iteration.
3689  */
3690 static void cache_reap(void *unused)
3691 {
3692         struct kmem_cache *searchp;
3693         struct kmem_list3 *l3;
3694         int node = numa_node_id();
3695
3696         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3697                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3698                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3699                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3700                 return;
3701         }
3702
3703         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
3704                 struct list_head *p;
3705                 int tofree;
3706                 struct slab *slabp;
3707
3708                 check_irq_on();
3709
3710                 /*
3711                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3712                  * have established with reasonable certainty that
3713                  * we can do some work if the lock was obtained.
3714                  */
3715                 l3 = searchp->nodelists[node];
3716
3717                 reap_alien(searchp, l3);
3718
3719                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3720
3721                 /*
3722                  * These are racy checks but it does not matter
3723                  * if we skip one check or scan twice.
3724                  */
3725                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3726                         goto next;
3727
3728                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3729
3730                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3731
3732                 if (l3->free_touched) {
3733                         l3->free_touched = 0;
3734                         goto next;
3735                 }
3736
3737                 tofree = (l3->free_limit + 5 * searchp->num - 1) /
3738                                 (5 * searchp->num);
3739                 do {
3740                         /*
3741                          * Do not lock if there are no free blocks.
3742                          */
3743                         if (list_empty(&l3->slabs_free))
3744                                 break;
3745
3746                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3747                         p = l3->slabs_free.next;
3748                         if (p == &(l3->slabs_free)) {
3749                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3750                                 break;
3751                         }
3752
3753                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3754                         BUG_ON(slabp->inuse);
3755                         list_del(&slabp->list);
3756                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3757
3758                         /*
3759                          * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
3760                          * to the cache. searchp cannot disappear, we hold
3761                          * cache_chain_lock
3762                          */
3763                         l3->free_objects -= searchp->num;
3764                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3765                         slab_destroy(searchp, slabp);
3766                 } while (--tofree > 0);
3767 next:
3768                 cond_resched();
3769         }
3770         check_irq_on();
3771         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3772         next_reap_node();
3773         /* Set up the next iteration */
3774         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3775 }
3776
3777 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3778
3779 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3780 {
3781         /*
3782          * Output format version, so at least we can change it
3783          * without _too_ many complaints.
3784          */
3785 #if STATS
3786         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3787 #else
3788         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3789 #endif
3790         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3791                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3792         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3793         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3794 #if STATS
3795         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3796                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
3797         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3798 #endif
3799         seq_putc(m, '\n');
3800 }
3801
3802 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3803 {
3804         loff_t n = *pos;
3805         struct list_head *p;
3806
3807         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3808         if (!n)
3809                 print_slabinfo_header(m);
3810         p = cache_chain.next;
3811         while (n--) {
3812                 p = p->next;
3813                 if (p == &cache_chain)
3814                         return NULL;
3815         }
3816         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3817 }
3818
3819 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3820 {
3821         struct kmem_cache *cachep = p;
3822         ++*pos;
3823         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3824                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3825 }
3826
3827 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3828 {
3829         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3830 }
3831
3832 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3833 {
3834         struct kmem_cache *cachep = p;
3835         struct slab *slabp;
3836         unsigned long active_objs;
3837         unsigned long num_objs;
3838         unsigned long active_slabs = 0;
3839         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3840         const char *name;
3841         char *error = NULL;
3842         int node;
3843         struct kmem_list3 *l3;
3844
3845         active_objs = 0;
3846         num_slabs = 0;
3847         for_each_online_node(node) {
3848                 l3 = cachep->nodelists[node];
3849                 if (!l3)
3850                         continue;
3851
3852                 check_irq_on();
3853                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3854
3855                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
3856                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3857                                 error = "slabs_full accounting error";
3858                         active_objs += cachep->num;
3859                         active_slabs++;
3860                 }
3861                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
3862                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3863                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3864                         if (!slabp->inuse && !error)
3865                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3866                         active_objs += slabp->inuse;
3867                         active_slabs++;
3868                 }
3869                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
3870                         if (slabp->inuse && !error)
3871                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3872                         num_slabs++;
3873                 }
3874                 free_objects += l3->free_objects;
3875                 if (l3->shared)
3876                         shared_avail += l3->shared->avail;
3877
3878                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3879         }
3880         num_slabs += active_slabs;
3881         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3882         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3883                 error = "free_objects accounting error";
3884
3885         name = cachep->name;
3886         if (error)
3887                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3888
3889         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3890                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3891                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3892         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3893                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3894         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3895                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3896 #if STATS
3897         {                       /* list3 stats */
3898                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3899                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3900                 unsigned long grown = cachep->grown;
3901                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3902                 unsigned long errors = cachep->errors;
3903                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3904                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3905                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3906                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
3907
3908                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3909                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
3910                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
3911                                 node_frees, overflows);
3912         }
3913         /* cpu stats */
3914         {
3915                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3916                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3917                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3918                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3919
3920                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3921                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3922         }
3923 #endif
3924         seq_putc(m, '\n');
3925         return 0;
3926 }
3927
3928 /*
3929  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3930  *
3931  * Output layout:
3932  * cache-name
3933  * num-active-objs
3934  * total-objs
3935  * object size
3936  * num-active-slabs
3937  * total-slabs
3938  * num-pages-per-slab
3939  * + further values on SMP and with statistics enabled
3940  */
3941
3942 struct seq_operations slabinfo_op = {
3943         .start = s_start,
3944         .next = s_next,
3945         .stop = s_stop,
3946         .show = s_show,
3947 };
3948
3949 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3950 /**
3951  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3952  * @file: unused
3953  * @buffer: user buffer
3954  * @count: data length
3955  * @ppos: unused
3956  */
3957 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3958                        size_t count, loff_t *ppos)
3959 {
3960         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3961         int limit, batchcount, shared, res;
3962         struct kmem_cache *cachep;
3963
3964         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3965                 return -EINVAL;
3966         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3967                 return -EFAULT;
3968         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3969
3970         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3971         if (!tmp)
3972                 return -EINVAL;
3973         *tmp = '\0';
3974         tmp++;
3975         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3976                 return -EINVAL;
3977
3978         /* Find the cache in the chain of caches. */
3979         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3980         res = -EINVAL;
3981         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
3982                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3983                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
3984                                         batchcount > limit || shared < 0) {
3985                                 res = 0;
3986                         } else {
3987                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3988                                                        batchcount, shared);
3989                         }
3990                         break;
3991                 }
3992         }
3993         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3994         if (res >= 0)
3995                 res = count;
3996         return res;
3997 }
3998
3999 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4000
4001 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4002 {
4003         loff_t n = *pos;
4004         struct list_head *p;
4005
4006         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4007         p = cache_chain.next;
4008         while (n--) {
4009                 p = p->next;
4010                 if (p == &cache_chain)
4011                         return NULL;
4012         }
4013         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4014 }
4015
4016 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4017 {
4018         unsigned long *p;
4019         int l;
4020         if (!v)
4021                 return 1;
4022         l = n[1];
4023         p = n + 2;
4024         while (l) {
4025                 int i = l/2;
4026                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4027                 if (*q == v) {
4028                         q[1]++;
4029                         return 1;
4030                 }
4031                 if (*q > v) {
4032                         l = i;
4033                 } else {
4034                         p = q + 2;
4035                         l -= i + 1;
4036                 }
4037         }
4038         if (++n[1] == n[0])
4039                 return 0;
4040         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4041         p[0] = v;
4042         p[1] = 1;
4043         return 1;
4044 }
4045
4046 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4047 {
4048         void *p;
4049         int i;
4050         if (n[0] == n[1])
4051                 return;
4052         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4053                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4054                         continue;
4055                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4056                         return;
4057         }
4058 }
4059
4060 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4061 {
4062 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4063         char *modname;
4064         const char *name;
4065         unsigned long offset, size;
4066         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4067
4068         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4069
4070         if (name) {
4071                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4072                 if (modname)
4073                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4074                 return;
4075         }
4076 #endif
4077         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4078 }
4079
4080 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4081 {
4082         struct kmem_cache *cachep = p;
4083         struct slab *slabp;
4084         struct kmem_list3 *l3;
4085         const char *name;
4086         unsigned long *n = m->private;
4087         int node;
4088         int i;
4089
4090         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4091                 return 0;
4092         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4093                 return 0;
4094
4095         /* OK, we can do it */
4096
4097         n[1] = 0;
4098
4099         for_each_online_node(node) {
4100                 l3 = cachep->nodelists[node];
4101                 if (!l3)
4102                         continue;
4103
4104                 check_irq_on();
4105                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4106
4107                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4108                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4109                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4110                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4111                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4112         }
4113         name = cachep->name;
4114         if (n[0] == n[1]) {
4115                 /* Increase the buffer size */
4116                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4117                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4118                 if (!m->private) {
4119                         /* Too bad, we are really out */
4120                         m->private = n;
4121                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4122                         return -ENOMEM;
4123                 }
4124                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4125                 kfree(n);
4126                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4127                 /* Now make sure this entry will be retried */
4128                 m->count = m->size;
4129                 return 0;
4130         }
4131         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4132                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4133                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4134                 seq_putc(m, '\n');
4135         }
4136         return 0;
4137 }
4138
4139 struct seq_operations slabstats_op = {
4140         .start = leaks_start,
4141         .next = s_next,
4142         .stop = s_stop,
4143         .show = leaks_show,
4144 };
4145 #endif
4146 #endif
4147
4148 /**
4149  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4150  * @objp: Pointer to the object
4151  *
4152  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4153  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4154  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4155  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4156  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4157  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4158  * must not be freed during the duration of the call.
4159  */
4160 unsigned int ksize(const void *objp)
4161 {
4162         if (unlikely(objp == NULL))
4163                 return 0;
4164
4165         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4166 }