[PATCH] slab: verify pointers before free
[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 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
335 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
336
337 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
338 {
339         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
340         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
341         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
342         parent->shared = NULL;
343         parent->alien = NULL;
344         parent->colour_next = 0;
345         spin_lock_init(&parent->list_lock);
346         parent->free_objects = 0;
347         parent->free_touched = 0;
348 }
349
350 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
351         do {                                                            \
352                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
353                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
354         } while (0)
355
356 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
357         do {                                                            \
358         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
359         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
360         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
361         } while (0)
362
363 /*
364  * struct kmem_cache
365  *
366  * manages a cache.
367  */
368
369 struct kmem_cache {
370 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
371         struct array_cache *array[NR_CPUS];
372 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
373         unsigned int batchcount;
374         unsigned int limit;
375         unsigned int shared;
376
377         unsigned int buffer_size;
378 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
379         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
380
381         unsigned int flags;             /* constant flags */
382         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
383
384 /* 4) cache_grow/shrink */
385         /* order of pgs per slab (2^n) */
386         unsigned int gfporder;
387
388         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
389         gfp_t gfpflags;
390
391         size_t colour;                  /* cache colouring range */
392         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
393         struct kmem_cache *slabp_cache;
394         unsigned int slab_size;
395         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
396
397         /* constructor func */
398         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
399
400         /* de-constructor func */
401         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
402
403 /* 5) cache creation/removal */
404         const char *name;
405         struct list_head next;
406
407 /* 6) statistics */
408 #if STATS
409         unsigned long num_active;
410         unsigned long num_allocations;
411         unsigned long high_mark;
412         unsigned long grown;
413         unsigned long reaped;
414         unsigned long errors;
415         unsigned long max_freeable;
416         unsigned long node_allocs;
417         unsigned long node_frees;
418         unsigned long node_overflow;
419         atomic_t allochit;
420         atomic_t allocmiss;
421         atomic_t freehit;
422         atomic_t freemiss;
423 #endif
424 #if DEBUG
425         /*
426          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
427          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
428          * object size including these internal fields, the following two
429          * variables contain the offset to the user object and its size.
430          */
431         int obj_offset;
432         int obj_size;
433 #endif
434 };
435
436 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
437 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
438
439 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
440 /*
441  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
442  * cpucache drain/refill cycles.
443  *
444  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
445  * which could lock up otherwise freeable slabs.
446  */
447 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
448 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
449
450 #if STATS
451 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
452 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
453 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
454 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
455 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
456 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
457         do {                                                            \
458                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
459                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
460         } while (0)
461 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
462 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
463 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
464 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
465 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
466         do {                                                            \
467                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
468                         (x)->max_freeable = i;                          \
469         } while (0)
470 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
471 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
472 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
473 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
474 #else
475 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
476 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
477 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
478 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
479 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
480 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
481 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
482 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
483 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
484 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
485 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
486 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
487 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
488 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
489 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
490 #endif
491
492 #if DEBUG
493 /*
494  * Magic nums for obj red zoning.
495  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
496  */
497 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
498 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
499
500 /* ...and for poisoning */
501 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
502 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
503 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
504
505 /*
506  * memory layout of objects:
507  * 0            : objp
508  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
509  *              the end of an object is aligned with the end of the real
510  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
511  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
512  *              redzone word.
513  * cachep->obj_offset: The real object.
514  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
515  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
516  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
517  */
518 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
519 {
520         return cachep->obj_offset;
521 }
522
523 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
524 {
525         return cachep->obj_size;
526 }
527
528 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
529 {
530         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
531         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
532 }
533
534 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
535 {
536         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
537         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
538                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
539                                          2 * BYTES_PER_WORD);
540         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
541 }
542
543 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
544 {
545         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
546         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
547 }
548
549 #else
550
551 #define obj_offset(x)                   0
552 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
553 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
554 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
555 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
556
557 #endif
558
559 /*
560  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
561  * order.
562  */
563 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
564 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
565 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
566 #elif defined(CONFIG_MMU)
567 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
568 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
569 #else
570 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
571 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
572 #endif
573
574 /*
575  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
576  */
577 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
578 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
579 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
580
581 /*
582  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
583  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
584  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
585  */
586 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
587 {
588         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
589 }
590
591 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
592 {
593         if (unlikely(PageCompound(page)))
594                 page = (struct page *)page_private(page);
595         BUG_ON(!PageSlab(page));
596         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
597 }
598
599 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
600 {
601         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
602 }
603
604 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
605 {
606         if (unlikely(PageCompound(page)))
607                 page = (struct page *)page_private(page);
608         BUG_ON(!PageSlab(page));
609         return (struct slab *)page->lru.prev;
610 }
611
612 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
613 {
614         struct page *page = virt_to_page(obj);
615         return page_get_cache(page);
616 }
617
618 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
619 {
620         struct page *page = virt_to_page(obj);
621         return page_get_slab(page);
622 }
623
624 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
625                                  unsigned int idx)
626 {
627         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
628 }
629
630 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
631                                         struct slab *slab, void *obj)
632 {
633         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
634 }
635
636 /*
637  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
638  */
639 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
640 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
641 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
642         CACHE(ULONG_MAX)
643 #undef CACHE
644 };
645 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
646
647 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
648 struct cache_names {
649         char *name;
650         char *name_dma;
651 };
652
653 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
654 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
655 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
656         {NULL,}
657 #undef CACHE
658 };
659
660 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
661     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
662 static struct arraycache_init initarray_generic =
663     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
664
665 /* internal cache of cache description objs */
666 static struct kmem_cache cache_cache = {
667         .batchcount = 1,
668         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
669         .shared = 1,
670         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
671         .name = "kmem_cache",
672 #if DEBUG
673         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
674 #endif
675 };
676
677 /* Guard access to the cache-chain. */
678 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
679 static struct list_head cache_chain;
680
681 /*
682  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many slab-allocated pages
683  * are possibly freeable under pressure
684  *
685  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
686  */
687 atomic_t slab_reclaim_pages;
688
689 /*
690  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
691  * until the general caches are up.
692  */
693 static enum {
694         NONE,
695         PARTIAL_AC,
696         PARTIAL_L3,
697         FULL
698 } g_cpucache_up;
699
700 /*
701  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
702  */
703 int slab_is_available(void)
704 {
705         return g_cpucache_up == FULL;
706 }
707
708 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
709
710 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
711                         int node);
712 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
713 static void cache_reap(void *unused);
714 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node);
715
716 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
717 {
718         return cachep->array[smp_processor_id()];
719 }
720
721 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
722                                                         gfp_t gfpflags)
723 {
724         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
725
726 #if DEBUG
727         /* This happens if someone tries to call
728          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
729          * the generic caches are initialized.
730          */
731         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
732 #endif
733         while (size > csizep->cs_size)
734                 csizep++;
735
736         /*
737          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
738          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
739          * for large kmalloc calls required.
740          */
741         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
742                 return csizep->cs_dmacachep;
743         return csizep->cs_cachep;
744 }
745
746 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
747 {
748         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
749 }
750 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
751
752 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
753 {
754         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
755 }
756
757 /*
758  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
759  */
760 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
761                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
762                            unsigned int *num)
763 {
764         int nr_objs;
765         size_t mgmt_size;
766         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
767
768         /*
769          * The slab management structure can be either off the slab or
770          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
771          * slab is used for:
772          *
773          * - The struct slab
774          * - One kmem_bufctl_t for each object
775          * - Padding to respect alignment of @align
776          * - @buffer_size bytes for each object
777          *
778          * If the slab management structure is off the slab, then the
779          * alignment will already be calculated into the size. Because
780          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
781          * correct alignment when allocated.
782          */
783         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
784                 mgmt_size = 0;
785                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
786
787                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
788                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
789         } else {
790                 /*
791                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
792                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
793                  * least @align. In the worst case, this result will
794                  * be one greater than the number of objects that fit
795                  * into the memory allocation when taking the padding
796                  * into account.
797                  */
798                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
799                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
800
801                 /*
802                  * This calculated number will be either the right
803                  * amount, or one greater than what we want.
804                  */
805                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
806                        > slab_size)
807                         nr_objs--;
808
809                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
810                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
811
812                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
813         }
814         *num = nr_objs;
815         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
816 }
817
818 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
819
820 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
821                         char *msg)
822 {
823         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
824                function, cachep->name, msg);
825         dump_stack();
826 }
827
828 #ifdef CONFIG_NUMA
829 /*
830  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
831  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
832  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
833  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
834  */
835 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
836
837 static void init_reap_node(int cpu)
838 {
839         int node;
840
841         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
842         if (node == MAX_NUMNODES)
843                 node = first_node(node_online_map);
844
845         __get_cpu_var(reap_node) = node;
846 }
847
848 static void next_reap_node(void)
849 {
850         int node = __get_cpu_var(reap_node);
851
852         /*
853          * Also drain per cpu pages on remote zones
854          */
855         if (node != numa_node_id())
856                 drain_node_pages(node);
857
858         node = next_node(node, node_online_map);
859         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
860                 node = first_node(node_online_map);
861         __get_cpu_var(reap_node) = node;
862 }
863
864 #else
865 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
866 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
867 #endif
868
869 /*
870  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
871  * via the workqueue/eventd.
872  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
873  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
874  * lock.
875  */
876 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
877 {
878         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
879
880         /*
881          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
882          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
883          * at that time.
884          */
885         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
886                 init_reap_node(cpu);
887                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
888                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
889         }
890 }
891
892 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
893                                             int batchcount)
894 {
895         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
896         struct array_cache *nc = NULL;
897
898         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
899         if (nc) {
900                 nc->avail = 0;
901                 nc->limit = entries;
902                 nc->batchcount = batchcount;
903                 nc->touched = 0;
904                 spin_lock_init(&nc->lock);
905         }
906         return nc;
907 }
908
909 /*
910  * Transfer objects in one arraycache to another.
911  * Locking must be handled by the caller.
912  *
913  * Return the number of entries transferred.
914  */
915 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
916                 struct array_cache *from, unsigned int max)
917 {
918         /* Figure out how many entries to transfer */
919         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
920
921         if (!nr)
922                 return 0;
923
924         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
925                         sizeof(void *) *nr);
926
927         from->avail -= nr;
928         to->avail += nr;
929         to->touched = 1;
930         return nr;
931 }
932
933 #ifdef CONFIG_NUMA
934 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
935 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
936
937 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
938 {
939         struct array_cache **ac_ptr;
940         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
941         int i;
942
943         if (limit > 1)
944                 limit = 12;
945         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
946         if (ac_ptr) {
947                 for_each_node(i) {
948                         if (i == node || !node_online(i)) {
949                                 ac_ptr[i] = NULL;
950                                 continue;
951                         }
952                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
953                         if (!ac_ptr[i]) {
954                                 for (i--; i <= 0; i--)
955                                         kfree(ac_ptr[i]);
956                                 kfree(ac_ptr);
957                                 return NULL;
958                         }
959                 }
960         }
961         return ac_ptr;
962 }
963
964 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
965 {
966         int i;
967
968         if (!ac_ptr)
969                 return;
970         for_each_node(i)
971             kfree(ac_ptr[i]);
972         kfree(ac_ptr);
973 }
974
975 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
976                                 struct array_cache *ac, int node)
977 {
978         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
979
980         if (ac->avail) {
981                 spin_lock(&rl3->list_lock);
982                 /*
983                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
984                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
985                  * into the free lists and getting them back later.
986                  */
987                 if (rl3->shared)
988                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
989
990                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
991                 ac->avail = 0;
992                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
993         }
994 }
995
996 /*
997  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
998  */
999 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1000 {
1001         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1002
1003         if (l3->alien) {
1004                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1005
1006                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1007                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1008                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1009                 }
1010         }
1011 }
1012
1013 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1014                                 struct array_cache **alien)
1015 {
1016         int i = 0;
1017         struct array_cache *ac;
1018         unsigned long flags;
1019
1020         for_each_online_node(i) {
1021                 ac = alien[i];
1022                 if (ac) {
1023                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1024                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1025                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1026                 }
1027         }
1028 }
1029
1030 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1031 {
1032         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1033         int nodeid = slabp->nodeid;
1034         struct kmem_list3 *l3;
1035         struct array_cache *alien = NULL;
1036
1037         /*
1038          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1039          * cache on this cpu.
1040          */
1041         if (likely(slabp->nodeid == numa_node_id()))
1042                 return 0;
1043
1044         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
1045         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1046         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1047                 alien = l3->alien[nodeid];
1048                 spin_lock(&alien->lock);
1049                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1050                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1051                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1052                 }
1053                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1054                 spin_unlock(&alien->lock);
1055         } else {
1056                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1057                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1058                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1059         }
1060         return 1;
1061 }
1062
1063 #else
1064
1065 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1066 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1067
1068 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1069 {
1070         return (struct array_cache **) 0x01020304ul;
1071 }
1072
1073 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1074 {
1075 }
1076
1077 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1078 {
1079         return 0;
1080 }
1081
1082 #endif
1083
1084 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1085                                     unsigned long action, void *hcpu)
1086 {
1087         long cpu = (long)hcpu;
1088         struct kmem_cache *cachep;
1089         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1090         int node = cpu_to_node(cpu);
1091         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1092
1093         switch (action) {
1094         case CPU_UP_PREPARE:
1095                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1096                 /*
1097                  * We need to do this right in the beginning since
1098                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1099                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1100                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1101                  */
1102
1103                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1104                         /*
1105                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1106                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1107                          * node has not already allocated this
1108                          */
1109                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1110                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1111                                 if (!l3)
1112                                         goto bad;
1113                                 kmem_list3_init(l3);
1114                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1115                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1116
1117                                 /*
1118                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1119                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1120                                  * protection here.
1121                                  */
1122                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1123                         }
1124
1125                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1126                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1127                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1128                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1129                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1130                 }
1131
1132                 /*
1133                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1134                  * array caches
1135                  */
1136                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1137                         struct array_cache *nc;
1138                         struct array_cache *shared;
1139                         struct array_cache **alien;
1140
1141                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1142                                                 cachep->batchcount);
1143                         if (!nc)
1144                                 goto bad;
1145                         shared = alloc_arraycache(node,
1146                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1147                                         0xbaadf00d);
1148                         if (!shared)
1149                                 goto bad;
1150
1151                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1152                         if (!alien)
1153                                 goto bad;
1154                         cachep->array[cpu] = nc;
1155                         l3 = cachep->nodelists[node];
1156                         BUG_ON(!l3);
1157
1158                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1159                         if (!l3->shared) {
1160                                 /*
1161                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1162                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1163                                  */
1164                                 l3->shared = shared;
1165                                 shared = NULL;
1166                         }
1167 #ifdef CONFIG_NUMA
1168                         if (!l3->alien) {
1169                                 l3->alien = alien;
1170                                 alien = NULL;
1171                         }
1172 #endif
1173                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1174                         kfree(shared);
1175                         free_alien_cache(alien);
1176                 }
1177                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1178                 break;
1179         case CPU_ONLINE:
1180                 start_cpu_timer(cpu);
1181                 break;
1182 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1183         case CPU_DEAD:
1184                 /*
1185                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1186                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1187                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1188                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1189                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1190                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1191                  */
1192                 /* fall thru */
1193         case CPU_UP_CANCELED:
1194                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1195                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1196                         struct array_cache *nc;
1197                         struct array_cache *shared;
1198                         struct array_cache **alien;
1199                         cpumask_t mask;
1200
1201                         mask = node_to_cpumask(node);
1202                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1203                         nc = cachep->array[cpu];
1204                         cachep->array[cpu] = NULL;
1205                         l3 = cachep->nodelists[node];
1206
1207                         if (!l3)
1208                                 goto free_array_cache;
1209
1210                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1211
1212                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1213                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1214                         if (nc)
1215                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1216
1217                         if (!cpus_empty(mask)) {
1218                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1219                                 goto free_array_cache;
1220                         }
1221
1222                         shared = l3->shared;
1223                         if (shared) {
1224                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1225                                            l3->shared->avail, node);
1226                                 l3->shared = NULL;
1227                         }
1228
1229                         alien = l3->alien;
1230                         l3->alien = NULL;
1231
1232                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1233
1234                         kfree(shared);
1235                         if (alien) {
1236                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1237                                 free_alien_cache(alien);
1238                         }
1239 free_array_cache:
1240                         kfree(nc);
1241                 }
1242                 /*
1243                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1244                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1245                  * shrink each nodelist to its limit.
1246                  */
1247                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1248                         l3 = cachep->nodelists[node];
1249                         if (!l3)
1250                                 continue;
1251                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1252                         /* free slabs belonging to this node */
1253                         __node_shrink(cachep, node);
1254                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1255                 }
1256                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1257                 break;
1258 #endif
1259         }
1260         return NOTIFY_OK;
1261 bad:
1262         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1263         return NOTIFY_BAD;
1264 }
1265
1266 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
1267
1268 /*
1269  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1270  */
1271 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1272                         int nodeid)
1273 {
1274         struct kmem_list3 *ptr;
1275
1276         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1277         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1278         BUG_ON(!ptr);
1279
1280         local_irq_disable();
1281         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1282         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1283         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1284         local_irq_enable();
1285 }
1286
1287 /*
1288  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1289  * before smp_init().
1290  */
1291 void __init kmem_cache_init(void)
1292 {
1293         size_t left_over;
1294         struct cache_sizes *sizes;
1295         struct cache_names *names;
1296         int i;
1297         int order;
1298
1299         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1300                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1301                 if (i < MAX_NUMNODES)
1302                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1303         }
1304
1305         /*
1306          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1307          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1308          */
1309         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1310                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1311
1312         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1313          * from caches that do not exist yet:
1314          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1315          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1316          *    cache_cache is statically allocated.
1317          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1318          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1319          *    array at the end of the bootstrap.
1320          * 2) Create the first kmalloc cache.
1321          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1322          *    An __init data area is used for the head array.
1323          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1324          *    head arrays.
1325          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1326          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1327          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1328          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1329          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1330          */
1331
1332         /* 1) create the cache_cache */
1333         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1334         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1335         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1336         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1337         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1338
1339         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1340                                         cache_line_size());
1341
1342         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1343                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1344                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1345                 if (cache_cache.num)
1346                         break;
1347         }
1348         BUG_ON(!cache_cache.num);
1349         cache_cache.gfporder = order;
1350         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1351         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1352                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1353
1354         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1355         sizes = malloc_sizes;
1356         names = cache_names;
1357
1358         /*
1359          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1360          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1361          * bug.
1362          */
1363
1364         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1365                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1366                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1367                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1368                                         NULL, NULL);
1369
1370         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1371                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1372                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1373                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1374                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1375                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1376                                 NULL, NULL);
1377         }
1378
1379         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1380                 /*
1381                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1382                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1383                  * eliminates "false sharing".
1384                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1385                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1386                  */
1387                 if (!sizes->cs_cachep) {
1388                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1389                                         sizes->cs_size,
1390                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1391                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1392                                         NULL, NULL);
1393                 }
1394
1395                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1396                                         sizes->cs_size,
1397                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1398                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1399                                                 SLAB_PANIC,
1400                                         NULL, NULL);
1401                 sizes++;
1402                 names++;
1403         }
1404         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1405         {
1406                 void *ptr;
1407
1408                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1409
1410                 local_irq_disable();
1411                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1412                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1413                        sizeof(struct arraycache_init));
1414                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1415                 local_irq_enable();
1416
1417                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1418
1419                 local_irq_disable();
1420                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1421                        != &initarray_generic.cache);
1422                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1423                        sizeof(struct arraycache_init));
1424                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1425                     ptr;
1426                 local_irq_enable();
1427         }
1428         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1429         {
1430                 int node;
1431                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1432                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1433                           numa_node_id());
1434
1435                 for_each_online_node(node) {
1436                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1437                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1438
1439                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1440                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1441                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1442                                           node);
1443                         }
1444                 }
1445         }
1446
1447         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1448         {
1449                 struct kmem_cache *cachep;
1450                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1451                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1452                         enable_cpucache(cachep);
1453                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1454         }
1455
1456         /* Done! */
1457         g_cpucache_up = FULL;
1458
1459         /*
1460          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1461          * cpu_cache_get for all new cpus
1462          */
1463         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1464
1465         /*
1466          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1467          * of the kernel is not yet operational.
1468          */
1469 }
1470
1471 static int __init cpucache_init(void)
1472 {
1473         int cpu;
1474
1475         /*
1476          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1477          */
1478         for_each_online_cpu(cpu)
1479                 start_cpu_timer(cpu);
1480         return 0;
1481 }
1482 __initcall(cpucache_init);
1483
1484 /*
1485  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1486  *
1487  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1488  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1489  * would be relatively rare and ignorable.
1490  */
1491 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1492 {
1493         struct page *page;
1494         int nr_pages;
1495         int i;
1496
1497 #ifndef CONFIG_MMU
1498         /*
1499          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1500          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1501          */
1502         flags |= __GFP_COMP;
1503 #endif
1504         flags |= cachep->gfpflags;
1505
1506         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1507         if (!page)
1508                 return NULL;
1509
1510         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1511         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1512                 atomic_add(nr_pages, &slab_reclaim_pages);
1513         add_page_state(nr_slab, nr_pages);
1514         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1515                 __SetPageSlab(page + i);
1516         return page_address(page);
1517 }
1518
1519 /*
1520  * Interface to system's page release.
1521  */
1522 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1523 {
1524         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1525         struct page *page = virt_to_page(addr);
1526         const unsigned long nr_freed = i;
1527
1528         while (i--) {
1529                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1530                 __ClearPageSlab(page);
1531                 page++;
1532         }
1533         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1534         if (current->reclaim_state)
1535                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1536         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1537         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1538                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1539 }
1540
1541 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1542 {
1543         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1544         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1545
1546         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1547         if (OFF_SLAB(cachep))
1548                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1549 }
1550
1551 #if DEBUG
1552
1553 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1554 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1555                             unsigned long caller)
1556 {
1557         int size = obj_size(cachep);
1558
1559         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1560
1561         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1562                 return;
1563
1564         *addr++ = 0x12345678;
1565         *addr++ = caller;
1566         *addr++ = smp_processor_id();
1567         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1568         {
1569                 unsigned long *sptr = &caller;
1570                 unsigned long svalue;
1571
1572                 while (!kstack_end(sptr)) {
1573                         svalue = *sptr++;
1574                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1575                                 *addr++ = svalue;
1576                                 size -= sizeof(unsigned long);
1577                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1578                                         break;
1579                         }
1580                 }
1581
1582         }
1583         *addr++ = 0x87654321;
1584 }
1585 #endif
1586
1587 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1588 {
1589         int size = obj_size(cachep);
1590         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1591
1592         memset(addr, val, size);
1593         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1594 }
1595
1596 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1597 {
1598         int i;
1599         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1600         for (i = 0; i < limit; i++)
1601                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1602         printk("\n");
1603 }
1604 #endif
1605
1606 #if DEBUG
1607
1608 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1609 {
1610         int i, size;
1611         char *realobj;
1612
1613         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1614                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1615                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1616                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1617         }
1618
1619         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1620                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1621                         *dbg_userword(cachep, objp));
1622                 print_symbol("(%s)",
1623                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1624                 printk("\n");
1625         }
1626         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1627         size = obj_size(cachep);
1628         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1629                 int limit;
1630                 limit = 16;
1631                 if (i + limit > size)
1632                         limit = size - i;
1633                 dump_line(realobj, i, limit);
1634         }
1635 }
1636
1637 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1638 {
1639         char *realobj;
1640         int size, i;
1641         int lines = 0;
1642
1643         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1644         size = obj_size(cachep);
1645
1646         for (i = 0; i < size; i++) {
1647                 char exp = POISON_FREE;
1648                 if (i == size - 1)
1649                         exp = POISON_END;
1650                 if (realobj[i] != exp) {
1651                         int limit;
1652                         /* Mismatch ! */
1653                         /* Print header */
1654                         if (lines == 0) {
1655                                 printk(KERN_ERR
1656                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1657                                         realobj, size);
1658                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1659                         }
1660                         /* Hexdump the affected line */
1661                         i = (i / 16) * 16;
1662                         limit = 16;
1663                         if (i + limit > size)
1664                                 limit = size - i;
1665                         dump_line(realobj, i, limit);
1666                         i += 16;
1667                         lines++;
1668                         /* Limit to 5 lines */
1669                         if (lines > 5)
1670                                 break;
1671                 }
1672         }
1673         if (lines != 0) {
1674                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1675                  * exist:
1676                  */
1677                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1678                 unsigned int objnr;
1679
1680                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1681                 if (objnr) {
1682                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1683                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1684                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1685                                realobj, size);
1686                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1687                 }
1688                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1689                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1690                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1691                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1692                                realobj, size);
1693                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1694                 }
1695         }
1696 }
1697 #endif
1698
1699 #if DEBUG
1700 /**
1701  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1702  * @cachep: cache pointer being destroyed
1703  * @slabp: slab pointer being destroyed
1704  *
1705  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1706  * destroyed.
1707  */
1708 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1709 {
1710         int i;
1711         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1712                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1713
1714                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1715 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1716                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1717                                         OFF_SLAB(cachep))
1718                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1719                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1720                         else
1721                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1722 #else
1723                         check_poison_obj(cachep, objp);
1724 #endif
1725                 }
1726                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1727                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1728                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1729                                            "was overwritten");
1730                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1731                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1732                                            "was overwritten");
1733                 }
1734                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1735                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1736         }
1737 }
1738 #else
1739 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1740 {
1741         if (cachep->dtor) {
1742                 int i;
1743                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1744                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1745                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1746                 }
1747         }
1748 }
1749 #endif
1750
1751 /**
1752  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1753  * @cachep: cache pointer being destroyed
1754  * @slabp: slab pointer being destroyed
1755  *
1756  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1757  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1758  * cache-lock is not held/needed.
1759  */
1760 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1761 {
1762         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1763
1764         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1765         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1766                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1767
1768                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1769                 slab_rcu->cachep = cachep;
1770                 slab_rcu->addr = addr;
1771                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1772         } else {
1773                 kmem_freepages(cachep, addr);
1774                 if (OFF_SLAB(cachep))
1775                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1776         }
1777 }
1778
1779 /*
1780  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1781  * size of kmem_list3.
1782  */
1783 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1784 {
1785         int node;
1786
1787         for_each_online_node(node) {
1788                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1789                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1790                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1791                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1792         }
1793 }
1794
1795 /**
1796  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1797  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1798  * @size: size of objects to be created in this cache.
1799  * @align: required alignment for the objects.
1800  * @flags: slab allocation flags
1801  *
1802  * Also calculates the number of objects per slab.
1803  *
1804  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1805  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1806  * towards high-order requests, this should be changed.
1807  */
1808 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1809                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1810 {
1811         unsigned long offslab_limit;
1812         size_t left_over = 0;
1813         int gfporder;
1814
1815         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1816                 unsigned int num;
1817                 size_t remainder;
1818
1819                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1820                 if (!num)
1821                         continue;
1822
1823                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1824                         /*
1825                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1826                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1827                          * looping condition in cache_grow().
1828                          */
1829                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1830                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1831
1832                         if (num > offslab_limit)
1833                                 break;
1834                 }
1835
1836                 /* Found something acceptable - save it away */
1837                 cachep->num = num;
1838                 cachep->gfporder = gfporder;
1839                 left_over = remainder;
1840
1841                 /*
1842                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1843                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1844                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1845                  */
1846                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1847                         break;
1848
1849                 /*
1850                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1851                  * currently bad for the gfp()s.
1852                  */
1853                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1854                         break;
1855
1856                 /*
1857                  * Acceptable internal fragmentation?
1858                  */
1859                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1860                         break;
1861         }
1862         return left_over;
1863 }
1864
1865 static void setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1866 {
1867         if (g_cpucache_up == FULL) {
1868                 enable_cpucache(cachep);
1869                 return;
1870         }
1871         if (g_cpucache_up == NONE) {
1872                 /*
1873                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
1874                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
1875                  * further caches will BUG().
1876                  */
1877                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1878
1879                 /*
1880                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
1881                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
1882                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
1883                  */
1884                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1885                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1886                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1887                 else
1888                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1889         } else {
1890                 cachep->array[smp_processor_id()] =
1891                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1892
1893                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1894                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1895                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1896                 } else {
1897                         int node;
1898                         for_each_online_node(node) {
1899                                 cachep->nodelists[node] =
1900                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1901                                                 GFP_KERNEL, node);
1902                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1903                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1904                         }
1905                 }
1906         }
1907         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1908                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1909                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1910
1911         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1912         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1913         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1914         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1915         cachep->batchcount = 1;
1916         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1917 }
1918
1919 /**
1920  * kmem_cache_create - Create a cache.
1921  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1922  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1923  * @align: The required alignment for the objects.
1924  * @flags: SLAB flags
1925  * @ctor: A constructor for the objects.
1926  * @dtor: A destructor for the objects.
1927  *
1928  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1929  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1930  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1931  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1932  *
1933  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1934  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
1935  *
1936  * The flags are
1937  *
1938  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1939  * to catch references to uninitialised memory.
1940  *
1941  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1942  * for buffer overruns.
1943  *
1944  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1945  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1946  * as davem.
1947  */
1948 struct kmem_cache *
1949 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1950         unsigned long flags,
1951         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1952         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1953 {
1954         size_t left_over, slab_size, ralign;
1955         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
1956
1957         /*
1958          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1959          */
1960         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
1961             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1962                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
1963                                 name);
1964                 BUG();
1965         }
1966
1967         /*
1968          * Prevent CPUs from coming and going.
1969          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
1970          */
1971         lock_cpu_hotplug();
1972
1973         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1974
1975         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
1976                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1977                 char tmp;
1978                 int res;
1979
1980                 /*
1981                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1982                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1983                  * area of the module.  Print a warning.
1984                  */
1985                 set_fs(KERNEL_DS);
1986                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1987                 set_fs(old_fs);
1988                 if (res) {
1989                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1990                                pc->buffer_size);
1991                         continue;
1992                 }
1993
1994                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1995                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1996                         dump_stack();
1997                         goto oops;
1998                 }
1999         }
2000
2001 #if DEBUG
2002         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2003         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
2004                 /* No constructor, but inital state check requested */
2005                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
2006                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
2007                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
2008         }
2009 #if FORCED_DEBUG
2010         /*
2011          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2012          * large objects, if the increased size would increase the object size
2013          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2014          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2015          */
2016         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2017                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2018         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2019                 flags |= SLAB_POISON;
2020 #endif
2021         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2022                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2023 #endif
2024         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2025                 BUG_ON(dtor);
2026
2027         /*
2028          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2029          * isn't available.
2030          */
2031         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2032
2033         /*
2034          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2035          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2036          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2037          */
2038         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2039                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2040                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2041         }
2042
2043         /* calculate the final buffer alignment: */
2044
2045         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2046         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2047                 /*
2048                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2049                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2050                  * one cacheline.
2051                  */
2052                 ralign = cache_line_size();
2053                 while (size <= ralign / 2)
2054                         ralign /= 2;
2055         } else {
2056                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2057         }
2058         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
2059         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2060                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2061                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2062                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2063         }
2064         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
2065         if (ralign < align) {
2066                 ralign = align;
2067                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2068                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2069         }
2070         /*
2071          * 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
2072          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
2073          */
2074         align = ralign;
2075
2076         /* Get cache's description obj. */
2077         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
2078         if (!cachep)
2079                 goto oops;
2080
2081 #if DEBUG
2082         cachep->obj_size = size;
2083
2084         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2085                 /* redzoning only works with word aligned caches */
2086                 align = BYTES_PER_WORD;
2087
2088                 /* add space for red zone words */
2089                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2090                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2091         }
2092         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2093                 /* user store requires word alignment and
2094                  * one word storage behind the end of the real
2095                  * object.
2096                  */
2097                 align = BYTES_PER_WORD;
2098                 size += BYTES_PER_WORD;
2099         }
2100 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2101         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2102             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2103                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2104                 size = PAGE_SIZE;
2105         }
2106 #endif
2107 #endif
2108
2109         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
2110         if (size >= (PAGE_SIZE >> 3))
2111                 /*
2112                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2113                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2114                  */
2115                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2116
2117         size = ALIGN(size, align);
2118
2119         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2120
2121         if (!cachep->num) {
2122                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2123                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2124                 cachep = NULL;
2125                 goto oops;
2126         }
2127         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2128                           + sizeof(struct slab), align);
2129
2130         /*
2131          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2132          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2133          */
2134         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2135                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2136                 left_over -= slab_size;
2137         }
2138
2139         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2140                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2141                 slab_size =
2142                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2143         }
2144
2145         cachep->colour_off = cache_line_size();
2146         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2147         if (cachep->colour_off < align)
2148                 cachep->colour_off = align;
2149         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2150         cachep->slab_size = slab_size;
2151         cachep->flags = flags;
2152         cachep->gfpflags = 0;
2153         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2154                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2155         cachep->buffer_size = size;
2156
2157         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
2158                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2159         cachep->ctor = ctor;
2160         cachep->dtor = dtor;
2161         cachep->name = name;
2162
2163
2164         setup_cpu_cache(cachep);
2165
2166         /* cache setup completed, link it into the list */
2167         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2168 oops:
2169         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2170                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2171                       name);
2172         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2173         unlock_cpu_hotplug();
2174         return cachep;
2175 }
2176 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2177
2178 #if DEBUG
2179 static void check_irq_off(void)
2180 {
2181         BUG_ON(!irqs_disabled());
2182 }
2183
2184 static void check_irq_on(void)
2185 {
2186         BUG_ON(irqs_disabled());
2187 }
2188
2189 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2190 {
2191 #ifdef CONFIG_SMP
2192         check_irq_off();
2193         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2194 #endif
2195 }
2196
2197 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2198 {
2199 #ifdef CONFIG_SMP
2200         check_irq_off();
2201         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2202 #endif
2203 }
2204
2205 #else
2206 #define check_irq_off() do { } while(0)
2207 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2208 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2209 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2210 #endif
2211
2212 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2213                         struct array_cache *ac,
2214                         int force, int node);
2215
2216 static void do_drain(void *arg)
2217 {
2218         struct kmem_cache *cachep = arg;
2219         struct array_cache *ac;
2220         int node = numa_node_id();
2221
2222         check_irq_off();
2223         ac = cpu_cache_get(cachep);
2224         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2225         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2226         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2227         ac->avail = 0;
2228 }
2229
2230 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2231 {
2232         struct kmem_list3 *l3;
2233         int node;
2234
2235         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2236         check_irq_on();
2237         for_each_online_node(node) {
2238                 l3 = cachep->nodelists[node];
2239                 if (l3 && l3->alien)
2240                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2241         }
2242
2243         for_each_online_node(node) {
2244                 l3 = cachep->nodelists[node];
2245                 if (l3)
2246                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2247         }
2248 }
2249
2250 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2251 {
2252         struct slab *slabp;
2253         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2254         int ret;
2255
2256         for (;;) {
2257                 struct list_head *p;
2258
2259                 p = l3->slabs_free.prev;
2260                 if (p == &l3->slabs_free)
2261                         break;
2262
2263                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2264 #if DEBUG
2265                 BUG_ON(slabp->inuse);
2266 #endif
2267                 list_del(&slabp->list);
2268
2269                 l3->free_objects -= cachep->num;
2270                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2271                 slab_destroy(cachep, slabp);
2272                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2273         }
2274         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2275         return ret;
2276 }
2277
2278 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2279 {
2280         int ret = 0, i = 0;
2281         struct kmem_list3 *l3;
2282
2283         drain_cpu_caches(cachep);
2284
2285         check_irq_on();
2286         for_each_online_node(i) {
2287                 l3 = cachep->nodelists[i];
2288                 if (l3) {
2289                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2290                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2291                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2292                 }
2293         }
2294         return (ret ? 1 : 0);
2295 }
2296
2297 /**
2298  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2299  * @cachep: The cache to shrink.
2300  *
2301  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2302  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2303  */
2304 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2305 {
2306         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2307
2308         return __cache_shrink(cachep);
2309 }
2310 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2311
2312 /**
2313  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2314  * @cachep: the cache to destroy
2315  *
2316  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2317  * Returns 0 on success.
2318  *
2319  * It is expected this function will be called by a module when it is
2320  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2321  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2322  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2323  *
2324  * The cache must be empty before calling this function.
2325  *
2326  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2327  * during the kmem_cache_destroy().
2328  */
2329 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2330 {
2331         int i;
2332         struct kmem_list3 *l3;
2333
2334         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2335
2336         /* Don't let CPUs to come and go */
2337         lock_cpu_hotplug();
2338
2339         /* Find the cache in the chain of caches. */
2340         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2341         /*
2342          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2343          */
2344         list_del(&cachep->next);
2345         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2346
2347         if (__cache_shrink(cachep)) {
2348                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2349                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2350                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2351                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2352                 unlock_cpu_hotplug();
2353                 return 1;
2354         }
2355
2356         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2357                 synchronize_rcu();
2358
2359         for_each_online_cpu(i)
2360             kfree(cachep->array[i]);
2361
2362         /* NUMA: free the list3 structures */
2363         for_each_online_node(i) {
2364                 l3 = cachep->nodelists[i];
2365                 if (l3) {
2366                         kfree(l3->shared);
2367                         free_alien_cache(l3->alien);
2368                         kfree(l3);
2369                 }
2370         }
2371         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2372         unlock_cpu_hotplug();
2373         return 0;
2374 }
2375 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2376
2377 /* Get the memory for a slab management obj. */
2378 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2379                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2380                                    int nodeid)
2381 {
2382         struct slab *slabp;
2383
2384         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2385                 /* Slab management obj is off-slab. */
2386                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2387                                               local_flags, nodeid);
2388                 if (!slabp)
2389                         return NULL;
2390         } else {
2391                 slabp = objp + colour_off;
2392                 colour_off += cachep->slab_size;
2393         }
2394         slabp->inuse = 0;
2395         slabp->colouroff = colour_off;
2396         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2397         slabp->nodeid = nodeid;
2398         return slabp;
2399 }
2400
2401 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2402 {
2403         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2404 }
2405
2406 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2407                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2408 {
2409         int i;
2410
2411         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2412                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2413 #if DEBUG
2414                 /* need to poison the objs? */
2415                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2416                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2417                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2418                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2419
2420                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2421                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2422                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2423                 }
2424                 /*
2425                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2426                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2427                  * They must also be threaded.
2428                  */
2429                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2430                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2431                                      ctor_flags);
2432
2433                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2434                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2435                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2436                                            " end of an object");
2437                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2438                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2439                                            " start of an object");
2440                 }
2441                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2442                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2443                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2444                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2445 #else
2446                 if (cachep->ctor)
2447                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2448 #endif
2449                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2450         }
2451         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2452         slabp->free = 0;
2453 }
2454
2455 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2456 {
2457         if (flags & SLAB_DMA)
2458                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2459         else
2460                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2461 }
2462
2463 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2464                                 int nodeid)
2465 {
2466         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2467         kmem_bufctl_t next;
2468
2469         slabp->inuse++;
2470         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2471 #if DEBUG
2472         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2473         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2474 #endif
2475         slabp->free = next;
2476
2477         return objp;
2478 }
2479
2480 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2481                                 void *objp, int nodeid)
2482 {
2483         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2484
2485 #if DEBUG
2486         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2487         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2488
2489         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2490                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2491                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2492                 BUG();
2493         }
2494 #endif
2495         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2496         slabp->free = objnr;
2497         slabp->inuse--;
2498 }
2499
2500 /*
2501  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2502  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2503  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2504  */
2505 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2506                            void *addr)
2507 {
2508         int nr_pages;
2509         struct page *page;
2510
2511         page = virt_to_page(addr);
2512
2513         nr_pages = 1;
2514         if (likely(!PageCompound(page)))
2515                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2516
2517         do {
2518                 page_set_cache(page, cache);
2519                 page_set_slab(page, slab);
2520                 page++;
2521         } while (--nr_pages);
2522 }
2523
2524 /*
2525  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2526  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2527  */
2528 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2529 {
2530         struct slab *slabp;
2531         void *objp;
2532         size_t offset;
2533         gfp_t local_flags;
2534         unsigned long ctor_flags;
2535         struct kmem_list3 *l3;
2536
2537         /*
2538          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2539          * critical path in kmem_cache_alloc().
2540          */
2541         BUG_ON(flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW));
2542         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2543                 return 0;
2544
2545         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2546         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2547         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2548                 /*
2549                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2550                  * this - it might need to know...
2551                  */
2552                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2553
2554         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2555         check_irq_off();
2556         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2557         spin_lock(&l3->list_lock);
2558
2559         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2560         offset = l3->colour_next;
2561         l3->colour_next++;
2562         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2563                 l3->colour_next = 0;
2564         spin_unlock(&l3->list_lock);
2565
2566         offset *= cachep->colour_off;
2567
2568         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2569                 local_irq_enable();
2570
2571         /*
2572          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2573          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2574          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2575          * will eventually be caught here (where it matters).
2576          */
2577         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2578
2579         /*
2580          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2581          * 'nodeid'.
2582          */
2583         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2584         if (!objp)
2585                 goto failed;
2586
2587         /* Get slab management. */
2588         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags, nodeid);
2589         if (!slabp)
2590                 goto opps1;
2591
2592         slabp->nodeid = nodeid;
2593         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2594
2595         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2596
2597         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2598                 local_irq_disable();
2599         check_irq_off();
2600         spin_lock(&l3->list_lock);
2601
2602         /* Make slab active. */
2603         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2604         STATS_INC_GROWN(cachep);
2605         l3->free_objects += cachep->num;
2606         spin_unlock(&l3->list_lock);
2607         return 1;
2608 opps1:
2609         kmem_freepages(cachep, objp);
2610 failed:
2611         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2612                 local_irq_disable();
2613         return 0;
2614 }
2615
2616 #if DEBUG
2617
2618 /*
2619  * Perform extra freeing checks:
2620  * - detect bad pointers.
2621  * - POISON/RED_ZONE checking
2622  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2623  */
2624 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2625 {
2626         struct page *page;
2627
2628         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2629                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2630                        (unsigned long)objp);
2631                 BUG();
2632         }
2633         page = virt_to_page(objp);
2634         if (!PageSlab(page)) {
2635                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2636                        (unsigned long)objp);
2637                 BUG();
2638         }
2639 }
2640
2641 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2642 {
2643         unsigned long redzone1, redzone2;
2644
2645         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2646         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2647
2648         /*
2649          * Redzone is ok.
2650          */
2651         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2652                 return;
2653
2654         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2655                 slab_error(cache, "double free detected");
2656         else
2657                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2658
2659         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2660                         obj, redzone1, redzone2);
2661 }
2662
2663 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2664                                    void *caller)
2665 {
2666         struct page *page;
2667         unsigned int objnr;
2668         struct slab *slabp;
2669
2670         objp -= obj_offset(cachep);
2671         kfree_debugcheck(objp);
2672         page = virt_to_page(objp);
2673
2674         slabp = page_get_slab(page);
2675
2676         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2677                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2678                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2679                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2680         }
2681         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2682                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2683
2684         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2685
2686         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2687         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2688
2689         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2690                 /*
2691                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2692                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2693                  * the cache-lock held.
2694                  */
2695                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2696                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2697         }
2698         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2699                 /* we want to cache poison the object,
2700                  * call the destruction callback
2701                  */
2702                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2703         }
2704 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2705         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2706 #endif
2707         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2708 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2709                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2710                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2711                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2712                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2713                 } else {
2714                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2715                 }
2716 #else
2717                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2718 #endif
2719         }
2720         return objp;
2721 }
2722
2723 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2724 {
2725         kmem_bufctl_t i;
2726         int entries = 0;
2727
2728         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2729         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2730                 entries++;
2731                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2732                         goto bad;
2733         }
2734         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2735 bad:
2736                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2737                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2738                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2739                 for (i = 0;
2740                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2741                      i++) {
2742                         if (i % 16 == 0)
2743                                 printk("\n%03x:", i);
2744                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2745                 }
2746                 printk("\n");
2747                 BUG();
2748         }
2749 }
2750 #else
2751 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2752 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2753 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2754 #endif
2755
2756 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2757 {
2758         int batchcount;
2759         struct kmem_list3 *l3;
2760         struct array_cache *ac;
2761
2762         check_irq_off();
2763         ac = cpu_cache_get(cachep);
2764 retry:
2765         batchcount = ac->batchcount;
2766         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2767                 /*
2768                  * If there was little recent activity on this cache, then
2769                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2770                  * refill bouncing.
2771                  */
2772                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2773         }
2774         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2775
2776         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2777         spin_lock(&l3->list_lock);
2778
2779         /* See if we can refill from the shared array */
2780         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2781                 goto alloc_done;
2782
2783         while (batchcount > 0) {
2784                 struct list_head *entry;
2785                 struct slab *slabp;
2786                 /* Get slab alloc is to come from. */
2787                 entry = l3->slabs_partial.next;
2788                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2789                         l3->free_touched = 1;
2790                         entry = l3->slabs_free.next;
2791                         if (entry == &l3->slabs_free)
2792                                 goto must_grow;
2793                 }
2794
2795                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2796                 check_slabp(cachep, slabp);
2797                 check_spinlock_acquired(cachep);
2798                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2799                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2800                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2801                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2802
2803                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2804                                                             numa_node_id());
2805                 }
2806                 check_slabp(cachep, slabp);
2807
2808                 /* move slabp to correct slabp list: */
2809                 list_del(&slabp->list);
2810                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2811                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2812                 else
2813                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2814         }
2815
2816 must_grow:
2817         l3->free_objects -= ac->avail;
2818 alloc_done:
2819         spin_unlock(&l3->list_lock);
2820
2821         if (unlikely(!ac->avail)) {
2822                 int x;
2823                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2824
2825                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2826                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2827                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2828                         return NULL;
2829
2830                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2831                         goto retry;
2832         }
2833         ac->touched = 1;
2834         return ac->entry[--ac->avail];
2835 }
2836
2837 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2838                                                 gfp_t flags)
2839 {
2840         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2841 #if DEBUG
2842         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2843 #endif
2844 }
2845
2846 #if DEBUG
2847 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2848                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
2849 {
2850         if (!objp)
2851                 return objp;
2852         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2853 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2854                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2855                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2856                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2857                 else
2858                         check_poison_obj(cachep, objp);
2859 #else
2860                 check_poison_obj(cachep, objp);
2861 #endif
2862                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2863         }
2864         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2865                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2866
2867         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2868                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2869                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2870                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2871                                                 " object was overwritten");
2872                         printk(KERN_ERR
2873                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
2874                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2875                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2876                 }
2877                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2878                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2879         }
2880 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2881         {
2882                 struct slab *slabp;
2883                 unsigned objnr;
2884
2885                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
2886                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2887                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
2888         }
2889 #endif
2890         objp += obj_offset(cachep);
2891         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2892                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2893
2894                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2895                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2896
2897                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2898         }
2899         return objp;
2900 }
2901 #else
2902 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2903 #endif
2904
2905 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2906 {
2907         void *objp;
2908         struct array_cache *ac;
2909
2910 #ifdef CONFIG_NUMA
2911         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
2912                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
2913                 if (objp != NULL)
2914                         return objp;
2915         }
2916 #endif
2917
2918         check_irq_off();
2919         ac = cpu_cache_get(cachep);
2920         if (likely(ac->avail)) {
2921                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2922                 ac->touched = 1;
2923                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2924         } else {
2925                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2926                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2927         }
2928         return objp;
2929 }
2930
2931 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
2932                                                 gfp_t flags, void *caller)
2933 {
2934         unsigned long save_flags;
2935         void *objp;
2936
2937         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2938
2939         local_irq_save(save_flags);
2940         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2941         local_irq_restore(save_flags);
2942         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2943                                             caller);
2944         prefetchw(objp);
2945         return objp;
2946 }
2947
2948 #ifdef CONFIG_NUMA
2949 /*
2950  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
2951  *
2952  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2953  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2954  */
2955 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2956 {
2957         int nid_alloc, nid_here;
2958
2959         if (in_interrupt())
2960                 return NULL;
2961         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
2962         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
2963                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
2964         else if (current->mempolicy)
2965                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
2966         if (nid_alloc != nid_here)
2967                 return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
2968         return NULL;
2969 }
2970
2971 /*
2972  * A interface to enable slab creation on nodeid
2973  */
2974 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2975                                 int nodeid)
2976 {
2977         struct list_head *entry;
2978         struct slab *slabp;
2979         struct kmem_list3 *l3;
2980         void *obj;
2981         int x;
2982
2983         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2984         BUG_ON(!l3);
2985
2986 retry:
2987         check_irq_off();
2988         spin_lock(&l3->list_lock);
2989         entry = l3->slabs_partial.next;
2990         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2991                 l3->free_touched = 1;
2992                 entry = l3->slabs_free.next;
2993                 if (entry == &l3->slabs_free)
2994                         goto must_grow;
2995         }
2996
2997         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2998         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2999         check_slabp(cachep, slabp);
3000
3001         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3002         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3003         STATS_SET_HIGH(cachep);
3004
3005         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3006
3007         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3008         check_slabp(cachep, slabp);
3009         l3->free_objects--;
3010         /* move slabp to correct slabp list: */
3011         list_del(&slabp->list);
3012
3013         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3014                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3015         else
3016                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3017
3018         spin_unlock(&l3->list_lock);
3019         goto done;
3020
3021 must_grow:
3022         spin_unlock(&l3->list_lock);
3023         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
3024
3025         if (!x)
3026                 return NULL;
3027
3028         goto retry;
3029 done:
3030         return obj;
3031 }
3032 #endif
3033
3034 /*
3035  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3036  */
3037 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3038                        int node)
3039 {
3040         int i;
3041         struct kmem_list3 *l3;
3042
3043         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3044                 void *objp = objpp[i];
3045                 struct slab *slabp;
3046
3047                 slabp = virt_to_slab(objp);
3048                 l3 = cachep->nodelists[node];
3049                 list_del(&slabp->list);
3050                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3051                 check_slabp(cachep, slabp);
3052                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3053                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3054                 l3->free_objects++;
3055                 check_slabp(cachep, slabp);
3056
3057                 /* fixup slab chains */
3058                 if (slabp->inuse == 0) {
3059                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3060                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3061                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3062                         } else {
3063                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3064                         }
3065                 } else {
3066                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3067                          * partial list on free - maximum time for the
3068                          * other objects to be freed, too.
3069                          */
3070                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3071                 }
3072         }
3073 }
3074
3075 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3076 {
3077         int batchcount;
3078         struct kmem_list3 *l3;
3079         int node = numa_node_id();
3080
3081         batchcount = ac->batchcount;
3082 #if DEBUG
3083         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3084 #endif
3085         check_irq_off();
3086         l3 = cachep->nodelists[node];
3087         spin_lock(&l3->list_lock);
3088         if (l3->shared) {
3089                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3090                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3091                 if (max) {
3092                         if (batchcount > max)
3093                                 batchcount = max;
3094                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3095                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3096                         shared_array->avail += batchcount;
3097                         goto free_done;
3098                 }
3099         }
3100
3101         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3102 free_done:
3103 #if STATS
3104         {
3105                 int i = 0;
3106                 struct list_head *p;
3107
3108                 p = l3->slabs_free.next;
3109                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3110                         struct slab *slabp;
3111
3112                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3113                         BUG_ON(slabp->inuse);
3114
3115                         i++;
3116                         p = p->next;
3117                 }
3118                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3119         }
3120 #endif
3121         spin_unlock(&l3->list_lock);
3122         ac->avail -= batchcount;
3123         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3124 }
3125
3126 /*
3127  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3128  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3129  */
3130 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3131 {
3132         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3133
3134         check_irq_off();
3135         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3136
3137         if (cache_free_alien(cachep, objp))
3138                 return;
3139
3140         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3141                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3142                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3143                 return;
3144         } else {
3145                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3146                 cache_flusharray(cachep, ac);
3147                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3148         }
3149 }
3150
3151 /**
3152  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3153  * @cachep: The cache to allocate from.
3154  * @flags: See kmalloc().
3155  *
3156  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3157  * if the cache has no available objects.
3158  */
3159 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3160 {
3161         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3162 }
3163 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3164
3165 /**
3166  * kmem_cache_alloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3167  * @cache: The cache to allocate from.
3168  * @flags: See kmalloc().
3169  *
3170  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3171  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3172  */
3173 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3174 {
3175         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3176         if (ret)
3177                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3178         return ret;
3179 }
3180 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3181
3182 /**
3183  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3184  *      be a slab entry.
3185  * @cachep: the cache we're checking against
3186  * @ptr: pointer to validate
3187  *
3188  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3189  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3190  * part of the slab cache in question, but it at least
3191  * validates that the pointer can be dereferenced and
3192  * looks half-way sane.
3193  *
3194  * Currently only used for dentry validation.
3195  */
3196 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3197 {
3198         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3199         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3200         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3201         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3202         struct page *page;
3203
3204         if (unlikely(addr < min_addr))
3205                 goto out;
3206         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3207                 goto out;
3208         if (unlikely(addr & align_mask))
3209                 goto out;
3210         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3211                 goto out;
3212         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3213                 goto out;
3214         page = virt_to_page(ptr);
3215         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3216                 goto out;
3217         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3218                 goto out;
3219         return 1;
3220 out:
3221         return 0;
3222 }
3223
3224 #ifdef CONFIG_NUMA
3225 /**
3226  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3227  * @cachep: The cache to allocate from.
3228  * @flags: See kmalloc().
3229  * @nodeid: node number of the target node.
3230  *
3231  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3232  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3233  * can improve the performance for cpu bound structures.
3234  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3235  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3236  */
3237 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3238 {
3239         unsigned long save_flags;
3240         void *ptr;
3241
3242         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3243         local_irq_save(save_flags);
3244
3245         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3246                         !cachep->nodelists[nodeid])
3247                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3248         else
3249                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3250         local_irq_restore(save_flags);
3251
3252         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3253                                            __builtin_return_address(0));
3254
3255         return ptr;
3256 }
3257 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3258
3259 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3260 {
3261         struct kmem_cache *cachep;
3262
3263         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3264         if (unlikely(cachep == NULL))
3265                 return NULL;
3266         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3267 }
3268 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3269 #endif
3270
3271 /**
3272  * kmalloc - allocate memory
3273  * @size: how many bytes of memory are required.
3274  * @flags: the type of memory to allocate.
3275  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3276  *
3277  * kmalloc is the normal method of allocating memory
3278  * in the kernel.
3279  *
3280  * The @flags argument may be one of:
3281  *
3282  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
3283  *
3284  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
3285  *
3286  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
3287  *
3288  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
3289  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
3290  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
3291  * from the first 16MB.
3292  */
3293 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3294                                           void *caller)
3295 {
3296         struct kmem_cache *cachep;
3297
3298         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3299          * __ with kmem_.
3300          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3301          * functions.
3302          */
3303         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3304         if (unlikely(cachep == NULL))
3305                 return NULL;
3306         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3307 }
3308
3309
3310 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3311 {
3312 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3313         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3314 #else
3315         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3316 #endif
3317 }
3318 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3319
3320 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3321 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3322 {
3323         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3324 }
3325 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3326 #endif
3327
3328 #ifdef CONFIG_SMP
3329 /**
3330  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3331  * cpu in the system, zeroing them.
3332  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3333  *
3334  * @size: how many bytes of memory are required.
3335  */
3336 void *__alloc_percpu(size_t size)
3337 {
3338         int i;
3339         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3340
3341         if (!pdata)
3342                 return NULL;
3343
3344         /*
3345          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3346          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3347          * that we have allocated then....
3348          */
3349         for_each_possible_cpu(i) {
3350                 int node = cpu_to_node(i);
3351
3352                 if (node_online(node))
3353                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3354                 else
3355                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3356
3357                 if (!pdata->ptrs[i])
3358                         goto unwind_oom;
3359                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3360         }
3361
3362         /* Catch derefs w/o wrappers */
3363         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3364
3365 unwind_oom:
3366         while (--i >= 0) {
3367                 if (!cpu_possible(i))
3368                         continue;
3369                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3370         }
3371         kfree(pdata);
3372         return NULL;
3373 }
3374 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3375 #endif
3376
3377 /**
3378  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3379  * @cachep: The cache the allocation was from.
3380  * @objp: The previously allocated object.
3381  *
3382  * Free an object which was previously allocated from this
3383  * cache.
3384  */
3385 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3386 {
3387         unsigned long flags;
3388
3389         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3390
3391         local_irq_save(flags);
3392         __cache_free(cachep, objp);
3393         local_irq_restore(flags);
3394 }
3395 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3396
3397 /**
3398  * kfree - free previously allocated memory
3399  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3400  *
3401  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3402  *
3403  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3404  * or you will run into trouble.
3405  */
3406 void kfree(const void *objp)
3407 {
3408         struct kmem_cache *c;
3409         unsigned long flags;
3410
3411         if (unlikely(!objp))
3412                 return;
3413         local_irq_save(flags);
3414         kfree_debugcheck(objp);
3415         c = virt_to_cache(objp);
3416         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3417         __cache_free(c, (void *)objp);
3418         local_irq_restore(flags);
3419 }
3420 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3421
3422 #ifdef CONFIG_SMP
3423 /**
3424  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3425  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3426  *
3427  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3428  * The complemented objp is to check for that.
3429  */
3430 void free_percpu(const void *objp)
3431 {
3432         int i;
3433         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3434
3435         /*
3436          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3437          */
3438         for_each_possible_cpu(i)
3439             kfree(p->ptrs[i]);
3440         kfree(p);
3441 }
3442 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3443 #endif
3444
3445 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3446 {
3447         return obj_size(cachep);
3448 }
3449 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3450
3451 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3452 {
3453         return cachep->name;
3454 }
3455 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3456
3457 /*
3458  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3459  */
3460 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3461 {
3462         int node;
3463         struct kmem_list3 *l3;
3464         struct array_cache *new_shared;
3465         struct array_cache **new_alien;
3466
3467         for_each_online_node(node) {
3468
3469                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3470                 if (!new_alien)
3471                         goto fail;
3472
3473                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3474                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3475                                         0xbaadf00d);
3476                 if (!new_shared) {
3477                         free_alien_cache(new_alien);
3478                         goto fail;
3479                 }
3480
3481                 l3 = cachep->nodelists[node];
3482                 if (l3) {
3483                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3484
3485                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3486
3487                         if (shared)
3488                                 free_block(cachep, shared->entry,
3489                                                 shared->avail, node);
3490
3491                         l3->shared = new_shared;
3492                         if (!l3->alien) {
3493                                 l3->alien = new_alien;
3494                                 new_alien = NULL;
3495                         }
3496                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3497                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3498                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3499                         kfree(shared);
3500                         free_alien_cache(new_alien);
3501                         continue;
3502                 }
3503                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3504                 if (!l3) {
3505                         free_alien_cache(new_alien);
3506                         kfree(new_shared);
3507                         goto fail;
3508                 }
3509
3510                 kmem_list3_init(l3);
3511                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3512                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3513                 l3->shared = new_shared;
3514                 l3->alien = new_alien;
3515                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3516                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3517                 cachep->nodelists[node] = l3;
3518         }
3519         return 0;
3520
3521 fail:
3522         if (!cachep->next.next) {
3523                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3524                 node--;
3525                 while (node >= 0) {
3526                         if (cachep->nodelists[node]) {
3527                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3528
3529                                 kfree(l3->shared);
3530                                 free_alien_cache(l3->alien);
3531                                 kfree(l3);
3532                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3533                         }
3534                         node--;
3535                 }
3536         }
3537         return -ENOMEM;
3538 }
3539
3540 struct ccupdate_struct {
3541         struct kmem_cache *cachep;
3542         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3543 };
3544
3545 static void do_ccupdate_local(void *info)
3546 {
3547         struct ccupdate_struct *new = info;
3548         struct array_cache *old;
3549
3550         check_irq_off();
3551         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3552
3553         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3554         new->new[smp_processor_id()] = old;
3555 }
3556
3557 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3558 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3559                                 int batchcount, int shared)
3560 {
3561         struct ccupdate_struct new;
3562         int i, err;
3563
3564         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3565         for_each_online_cpu(i) {
3566                 new.new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3567                                                 batchcount);
3568                 if (!new.new[i]) {
3569                         for (i--; i >= 0; i--)
3570                                 kfree(new.new[i]);
3571                         return -ENOMEM;
3572                 }
3573         }
3574         new.cachep = cachep;
3575
3576         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)&new, 1, 1);
3577
3578         check_irq_on();
3579         cachep->batchcount = batchcount;
3580         cachep->limit = limit;
3581         cachep->shared = shared;
3582
3583         for_each_online_cpu(i) {
3584                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3585                 if (!ccold)
3586                         continue;
3587                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3588                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3589                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3590                 kfree(ccold);
3591         }
3592
3593         err = alloc_kmemlist(cachep);
3594         if (err) {
3595                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3596                        cachep->name, -err);
3597                 BUG();
3598         }
3599         return 0;
3600 }
3601
3602 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3603 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3604 {
3605         int err;
3606         int limit, shared;
3607
3608         /*
3609          * The head array serves three purposes:
3610          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3611          * - reduce the number of spinlock operations.
3612          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3613          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3614          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3615          * Bonwick.
3616          */
3617         if (cachep->buffer_size > 131072)
3618                 limit = 1;
3619         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3620                 limit = 8;
3621         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3622                 limit = 24;
3623         else if (cachep->buffer_size > 256)
3624                 limit = 54;
3625         else
3626                 limit = 120;
3627
3628         /*
3629          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3630          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3631          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3632          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3633          * replaces Bonwick's magazine layer.
3634          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3635          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3636          */
3637         shared = 0;
3638 #ifdef CONFIG_SMP
3639         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3640                 shared = 8;
3641 #endif
3642
3643 #if DEBUG
3644         /*
3645          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3646          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3647          */
3648         if (limit > 32)
3649                 limit = 32;
3650 #endif
3651         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3652         if (err)
3653                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3654                        cachep->name, -err);
3655 }
3656
3657 /*
3658  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3659  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3660  * if drain_array() is used on the shared array.
3661  */
3662 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3663                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3664 {
3665         int tofree;
3666
3667         if (!ac || !ac->avail)
3668                 return;
3669         if (ac->touched && !force) {
3670                 ac->touched = 0;
3671         } else {
3672                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3673                 if (ac->avail) {
3674                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3675                         if (tofree > ac->avail)
3676                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3677                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3678                         ac->avail -= tofree;
3679                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3680                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3681                 }
3682                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3683         }
3684 }
3685
3686 /**
3687  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3688  * @unused: unused parameter
3689  *
3690  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3691  * Purpose:
3692  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3693  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3694  *
3695  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3696  * again on the next iteration.
3697  */
3698 static void cache_reap(void *unused)
3699 {
3700         struct kmem_cache *searchp;
3701         struct kmem_list3 *l3;
3702         int node = numa_node_id();
3703
3704         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3705                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3706                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3707                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3708                 return;
3709         }
3710
3711         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
3712                 struct list_head *p;
3713                 int tofree;
3714                 struct slab *slabp;
3715
3716                 check_irq_on();
3717
3718                 /*
3719                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3720                  * have established with reasonable certainty that
3721                  * we can do some work if the lock was obtained.
3722                  */
3723                 l3 = searchp->nodelists[node];
3724
3725                 reap_alien(searchp, l3);
3726
3727                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3728
3729                 /*
3730                  * These are racy checks but it does not matter
3731                  * if we skip one check or scan twice.
3732                  */
3733                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3734                         goto next;
3735
3736                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3737
3738                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3739
3740                 if (l3->free_touched) {
3741                         l3->free_touched = 0;
3742                         goto next;
3743                 }
3744
3745                 tofree = (l3->free_limit + 5 * searchp->num - 1) /
3746                                 (5 * searchp->num);
3747                 do {
3748                         /*
3749                          * Do not lock if there are no free blocks.
3750                          */
3751                         if (list_empty(&l3->slabs_free))
3752                                 break;
3753
3754                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3755                         p = l3->slabs_free.next;
3756                         if (p == &(l3->slabs_free)) {
3757                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3758                                 break;
3759                         }
3760
3761                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3762                         BUG_ON(slabp->inuse);
3763                         list_del(&slabp->list);
3764                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3765
3766                         /*
3767                          * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
3768                          * to the cache. searchp cannot disappear, we hold
3769                          * cache_chain_lock
3770                          */
3771                         l3->free_objects -= searchp->num;
3772                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3773                         slab_destroy(searchp, slabp);
3774                 } while (--tofree > 0);
3775 next:
3776                 cond_resched();
3777         }
3778         check_irq_on();
3779         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3780         next_reap_node();
3781         /* Set up the next iteration */
3782         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3783 }
3784
3785 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3786
3787 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3788 {
3789         /*
3790          * Output format version, so at least we can change it
3791          * without _too_ many complaints.
3792          */
3793 #if STATS
3794         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3795 #else
3796         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3797 #endif
3798         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3799                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3800         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3801         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3802 #if STATS
3803         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3804                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
3805         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3806 #endif
3807         seq_putc(m, '\n');
3808 }
3809
3810 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3811 {
3812         loff_t n = *pos;
3813         struct list_head *p;
3814
3815         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3816         if (!n)
3817                 print_slabinfo_header(m);
3818         p = cache_chain.next;
3819         while (n--) {
3820                 p = p->next;
3821                 if (p == &cache_chain)
3822                         return NULL;
3823         }
3824         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3825 }
3826
3827 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3828 {
3829         struct kmem_cache *cachep = p;
3830         ++*pos;
3831         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3832                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3833 }
3834
3835 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3836 {
3837         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3838 }
3839
3840 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3841 {
3842         struct kmem_cache *cachep = p;
3843         struct slab *slabp;
3844         unsigned long active_objs;
3845         unsigned long num_objs;
3846         unsigned long active_slabs = 0;
3847         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3848         const char *name;
3849         char *error = NULL;
3850         int node;
3851         struct kmem_list3 *l3;
3852
3853         active_objs = 0;
3854         num_slabs = 0;
3855         for_each_online_node(node) {
3856                 l3 = cachep->nodelists[node];
3857                 if (!l3)
3858                         continue;
3859
3860                 check_irq_on();
3861                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3862
3863                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
3864                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3865                                 error = "slabs_full accounting error";
3866                         active_objs += cachep->num;
3867                         active_slabs++;
3868                 }
3869                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
3870                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3871                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3872                         if (!slabp->inuse && !error)
3873                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3874                         active_objs += slabp->inuse;
3875                         active_slabs++;
3876                 }
3877                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
3878                         if (slabp->inuse && !error)
3879                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3880                         num_slabs++;
3881                 }
3882                 free_objects += l3->free_objects;
3883                 if (l3->shared)
3884                         shared_avail += l3->shared->avail;
3885
3886                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3887         }
3888         num_slabs += active_slabs;
3889         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3890         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3891                 error = "free_objects accounting error";
3892
3893         name = cachep->name;
3894         if (error)
3895                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3896
3897         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3898                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3899                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3900         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3901                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3902         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3903                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3904 #if STATS
3905         {                       /* list3 stats */
3906                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3907                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3908                 unsigned long grown = cachep->grown;
3909                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3910                 unsigned long errors = cachep->errors;
3911                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3912                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3913                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3914                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
3915
3916                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3917                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
3918                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
3919                                 node_frees, overflows);
3920         }
3921         /* cpu stats */
3922         {
3923                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3924                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3925                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3926                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3927
3928                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3929                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3930         }
3931 #endif
3932         seq_putc(m, '\n');
3933         return 0;
3934 }
3935
3936 /*
3937  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3938  *
3939  * Output layout:
3940  * cache-name
3941  * num-active-objs
3942  * total-objs
3943  * object size
3944  * num-active-slabs
3945  * total-slabs
3946  * num-pages-per-slab
3947  * + further values on SMP and with statistics enabled
3948  */
3949
3950 struct seq_operations slabinfo_op = {
3951         .start = s_start,
3952         .next = s_next,
3953         .stop = s_stop,
3954         .show = s_show,
3955 };
3956
3957 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3958 /**
3959  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3960  * @file: unused
3961  * @buffer: user buffer
3962  * @count: data length
3963  * @ppos: unused
3964  */
3965 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3966                        size_t count, loff_t *ppos)
3967 {
3968         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3969         int limit, batchcount, shared, res;
3970         struct kmem_cache *cachep;
3971
3972         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3973                 return -EINVAL;
3974         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3975                 return -EFAULT;
3976         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3977
3978         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3979         if (!tmp)
3980                 return -EINVAL;
3981         *tmp = '\0';
3982         tmp++;
3983         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3984                 return -EINVAL;
3985
3986         /* Find the cache in the chain of caches. */
3987         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3988         res = -EINVAL;
3989         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
3990                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3991                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
3992                                         batchcount > limit || shared < 0) {
3993                                 res = 0;
3994                         } else {
3995                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3996                                                        batchcount, shared);
3997                         }
3998                         break;
3999                 }
4000         }
4001         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4002         if (res >= 0)
4003                 res = count;
4004         return res;
4005 }
4006
4007 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4008
4009 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4010 {
4011         loff_t n = *pos;
4012         struct list_head *p;
4013
4014         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4015         p = cache_chain.next;
4016         while (n--) {
4017                 p = p->next;
4018                 if (p == &cache_chain)
4019                         return NULL;
4020         }
4021         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4022 }
4023
4024 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4025 {
4026         unsigned long *p;
4027         int l;
4028         if (!v)
4029                 return 1;
4030         l = n[1];
4031         p = n + 2;
4032         while (l) {
4033                 int i = l/2;
4034                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4035                 if (*q == v) {
4036                         q[1]++;
4037                         return 1;
4038                 }
4039                 if (*q > v) {
4040                         l = i;
4041                 } else {
4042                         p = q + 2;
4043                         l -= i + 1;
4044                 }
4045         }
4046         if (++n[1] == n[0])
4047                 return 0;
4048         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4049         p[0] = v;
4050         p[1] = 1;
4051         return 1;
4052 }
4053
4054 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4055 {
4056         void *p;
4057         int i;
4058         if (n[0] == n[1])
4059                 return;
4060         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4061                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4062                         continue;
4063                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4064                         return;
4065         }
4066 }
4067
4068 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4069 {
4070 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4071         char *modname;
4072         const char *name;
4073         unsigned long offset, size;
4074         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4075
4076         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4077
4078         if (name) {
4079                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4080                 if (modname)
4081                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4082                 return;
4083         }
4084 #endif
4085         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4086 }
4087
4088 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4089 {
4090         struct kmem_cache *cachep = p;
4091         struct slab *slabp;
4092         struct kmem_list3 *l3;
4093         const char *name;
4094         unsigned long *n = m->private;
4095         int node;
4096         int i;
4097
4098         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4099                 return 0;
4100         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4101                 return 0;
4102
4103         /* OK, we can do it */
4104
4105         n[1] = 0;
4106
4107         for_each_online_node(node) {
4108                 l3 = cachep->nodelists[node];
4109                 if (!l3)
4110                         continue;
4111
4112                 check_irq_on();
4113                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4114
4115                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4116                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4117                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4118                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4119                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4120         }
4121         name = cachep->name;
4122         if (n[0] == n[1]) {
4123                 /* Increase the buffer size */
4124                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4125                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4126                 if (!m->private) {
4127                         /* Too bad, we are really out */
4128                         m->private = n;
4129                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4130                         return -ENOMEM;
4131                 }
4132                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4133                 kfree(n);
4134                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4135                 /* Now make sure this entry will be retried */
4136                 m->count = m->size;
4137                 return 0;
4138         }
4139         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4140                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4141                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4142                 seq_putc(m, '\n');
4143         }
4144         return 0;
4145 }
4146
4147 struct seq_operations slabstats_op = {
4148         .start = leaks_start,
4149         .next = s_next,
4150         .stop = s_stop,
4151         .show = leaks_show,
4152 };
4153 #endif
4154 #endif
4155
4156 /**
4157  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4158  * @objp: Pointer to the object
4159  *
4160  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4161  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4162  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4163  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4164  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4165  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4166  * must not be freed during the duration of the call.
4167  */
4168 unsigned int ksize(const void *objp)
4169 {
4170         if (unlikely(objp == NULL))
4171                 return 0;
4172
4173         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4174 }