12344432e201f0e4267a6541dd48f24724ff222d
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/uaccess.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/fault-inject.h>
111 #include        <linux/rtmutex.h>
112 #include        <linux/reciprocal_div.h>
113
114 #include        <asm/cacheflush.h>
115 #include        <asm/tlbflush.h>
116 #include        <asm/page.h>
117
118 /*
119  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
123  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
124  *
125  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
126  */
127
128 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
129 #define DEBUG           1
130 #define STATS           1
131 #define FORCED_DEBUG    1
132 #else
133 #define DEBUG           0
134 #define STATS           0
135 #define FORCED_DEBUG    0
136 #endif
137
138 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
139 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
140
141 #ifndef cache_line_size
142 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
143 #endif
144
145 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
146 /*
147  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
148  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
149  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
150  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
151  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
152  * ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
153  * Note that increasing this value may disable some debug features.
154  */
155 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
156 #endif
157
158 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
159 /*
160  * Enforce a minimum alignment for all caches.
161  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
162  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
163  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
164  * some debug features.
165  */
166 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
167 #endif
168
169 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
170 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
171 #endif
172
173 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
174 #if DEBUG
175 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
176                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
177                          SLAB_CACHE_DMA | \
178                          SLAB_STORE_USER | \
179                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
180                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
181 #else
182 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
183                          SLAB_CACHE_DMA | \
184                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
185                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
186 #endif
187
188 /*
189  * kmem_bufctl_t:
190  *
191  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
192  * linked offsets.
193  *
194  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
195  * slab an object belongs to.
196  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
197  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
198  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
199  * that does not use off-slab slabs.
200  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
201  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
202  * to have too many per slab.
203  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
204  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
205  */
206
207 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
208 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
209 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
210 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
211 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
212
213 /*
214  * struct slab
215  *
216  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
217  * for a slab, or allocated from an general cache.
218  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
219  */
220 struct slab {
221         struct list_head list;
222         unsigned long colouroff;
223         void *s_mem;            /* including colour offset */
224         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225         kmem_bufctl_t free;
226         unsigned short nodeid;
227 };
228
229 /*
230  * struct slab_rcu
231  *
232  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
233  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
234  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
235  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
236  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
237  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
238  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
239  *
240  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
241  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
242  *
243  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
244  */
245 struct slab_rcu {
246         struct rcu_head head;
247         struct kmem_cache *cachep;
248         void *addr;
249 };
250
251 /*
252  * struct array_cache
253  *
254  * Purpose:
255  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
256  * - reduce the number of linked list operations
257  * - reduce spinlock operations
258  *
259  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
260  * footprint.
261  *
262  */
263 struct array_cache {
264         unsigned int avail;
265         unsigned int limit;
266         unsigned int batchcount;
267         unsigned int touched;
268         spinlock_t lock;
269         void *entry[0]; /*
270                          * Must have this definition in here for the proper
271                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
272                          * the entries.
273                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
274                          */
275 };
276
277 /*
278  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
279  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
280  */
281 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
282 struct arraycache_init {
283         struct array_cache cache;
284         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
285 };
286
287 /*
288  * The slab lists for all objects.
289  */
290 struct kmem_list3 {
291         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
292         struct list_head slabs_full;
293         struct list_head slabs_free;
294         unsigned long free_objects;
295         unsigned int free_limit;
296         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
297         spinlock_t list_lock;
298         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
299         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
300         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
301         int free_touched;               /* updated without locking */
302 };
303
304 /*
305  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
306  */
307 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
308 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
309 #define CACHE_CACHE 0
310 #define SIZE_AC 1
311 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
312
313 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
314                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
315 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
316                         int node);
317 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
318 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
319
320 /*
321  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
322  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
323  */
324 static __always_inline int index_of(const size_t size)
325 {
326         extern void __bad_size(void);
327
328         if (__builtin_constant_p(size)) {
329                 int i = 0;
330
331 #define CACHE(x) \
332         if (size <=x) \
333                 return i; \
334         else \
335                 i++;
336 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
337 #undef CACHE
338                 __bad_size();
339         } else
340                 __bad_size();
341         return 0;
342 }
343
344 static int slab_early_init = 1;
345
346 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
347 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
348
349 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
350 {
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
353         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
354         parent->shared = NULL;
355         parent->alien = NULL;
356         parent->colour_next = 0;
357         spin_lock_init(&parent->list_lock);
358         parent->free_objects = 0;
359         parent->free_touched = 0;
360 }
361
362 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
363         do {                                                            \
364                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
365                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
366         } while (0)
367
368 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
369         do {                                                            \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
372         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
373         } while (0)
374
375 /*
376  * struct kmem_cache
377  *
378  * manages a cache.
379  */
380
381 struct kmem_cache {
382 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
383         struct array_cache *array[NR_CPUS];
384 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
385         unsigned int batchcount;
386         unsigned int limit;
387         unsigned int shared;
388
389         unsigned int buffer_size;
390         u32 reciprocal_buffer_size;
391 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
392
393         unsigned int flags;             /* constant flags */
394         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
395
396 /* 4) cache_grow/shrink */
397         /* order of pgs per slab (2^n) */
398         unsigned int gfporder;
399
400         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
401         gfp_t gfpflags;
402
403         size_t colour;                  /* cache colouring range */
404         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
405         struct kmem_cache *slabp_cache;
406         unsigned int slab_size;
407         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
408
409         /* constructor func */
410         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
411
412 /* 5) cache creation/removal */
413         const char *name;
414         struct list_head next;
415
416 /* 6) statistics */
417 #if STATS
418         unsigned long num_active;
419         unsigned long num_allocations;
420         unsigned long high_mark;
421         unsigned long grown;
422         unsigned long reaped;
423         unsigned long errors;
424         unsigned long max_freeable;
425         unsigned long node_allocs;
426         unsigned long node_frees;
427         unsigned long node_overflow;
428         atomic_t allochit;
429         atomic_t allocmiss;
430         atomic_t freehit;
431         atomic_t freemiss;
432 #endif
433 #if DEBUG
434         /*
435          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
436          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
437          * object size including these internal fields, the following two
438          * variables contain the offset to the user object and its size.
439          */
440         int obj_offset;
441         int obj_size;
442 #endif
443         /*
444          * We put nodelists[] at the end of kmem_cache, because we want to size
445          * this array to nr_node_ids slots instead of MAX_NUMNODES
446          * (see kmem_cache_init())
447          * We still use [MAX_NUMNODES] and not [1] or [0] because cache_cache
448          * is statically defined, so we reserve the max number of nodes.
449          */
450         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
451         /*
452          * Do not add fields after nodelists[]
453          */
454 };
455
456 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
457 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
458
459 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
460 /*
461  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
462  * cpucache drain/refill cycles.
463  *
464  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
465  * which could lock up otherwise freeable slabs.
466  */
467 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
468 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
469
470 #if STATS
471 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
472 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
473 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
474 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
475 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
476 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
477         do {                                                            \
478                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
479                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
480         } while (0)
481 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
482 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
483 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
484 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
485 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
486         do {                                                            \
487                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
488                         (x)->max_freeable = i;                          \
489         } while (0)
490 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
491 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
492 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
493 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
494 #else
495 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
496 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
497 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
498 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
499 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
500 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
501 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
502 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
503 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
504 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
505 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
506 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
507 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
508 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
509 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
510 #endif
511
512 #if DEBUG
513
514 /*
515  * memory layout of objects:
516  * 0            : objp
517  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
518  *              the end of an object is aligned with the end of the real
519  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
520  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
521  *              redzone word.
522  * cachep->obj_offset: The real object.
523  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
524  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
525  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
526  */
527 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
528 {
529         return cachep->obj_offset;
530 }
531
532 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
533 {
534         return cachep->obj_size;
535 }
536
537 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
538 {
539         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
540         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
541                                       sizeof(unsigned long long));
542 }
543
544 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
545 {
546         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
547         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
548                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
549                                               sizeof(unsigned long long) -
550                                               BYTES_PER_WORD);
551         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
552                                        sizeof(unsigned long long));
553 }
554
555 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
556 {
557         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
558         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
559 }
560
561 #else
562
563 #define obj_offset(x)                   0
564 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
565 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
566 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
567 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
568
569 #endif
570
571 /*
572  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
573  * order.
574  */
575 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
576 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
577 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
578 #elif defined(CONFIG_MMU)
579 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
580 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
581 #else
582 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
583 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
584 #endif
585
586 /*
587  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
588  */
589 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
590 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
591 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
592
593 /*
594  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
595  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
596  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
597  */
598 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
599 {
600         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
601 }
602
603 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
604 {
605         page = compound_head(page);
606         BUG_ON(!PageSlab(page));
607         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
608 }
609
610 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
611 {
612         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
613 }
614
615 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
616 {
617         BUG_ON(!PageSlab(page));
618         return (struct slab *)page->lru.prev;
619 }
620
621 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
622 {
623         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
624         return page_get_cache(page);
625 }
626
627 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
628 {
629         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
630         return page_get_slab(page);
631 }
632
633 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
634                                  unsigned int idx)
635 {
636         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
637 }
638
639 /*
640  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
641  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
642  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
643  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
644  */
645 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
646                                         const struct slab *slab, void *obj)
647 {
648         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
649         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
650 }
651
652 /*
653  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
654  */
655 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
656 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
657 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
658         CACHE(ULONG_MAX)
659 #undef CACHE
660 };
661 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
662
663 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
664 struct cache_names {
665         char *name;
666         char *name_dma;
667 };
668
669 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
670 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
671 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
672         {NULL,}
673 #undef CACHE
674 };
675
676 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
677     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
678 static struct arraycache_init initarray_generic =
679     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
680
681 /* internal cache of cache description objs */
682 static struct kmem_cache cache_cache = {
683         .batchcount = 1,
684         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
685         .shared = 1,
686         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
687         .name = "kmem_cache",
688 };
689
690 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
691
692 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
693
694 /*
695  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
696  * for other slabs "off slab".
697  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
698  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
699  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
700  *
701  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
702  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
703  * then comes back up during hotplug
704  */
705 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
706 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
707
708 static inline void init_lock_keys(void)
709
710 {
711         int q;
712         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
713
714         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
715                 for_each_node(q) {
716                         struct array_cache **alc;
717                         int r;
718                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
719                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
720                                 continue;
721                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
722                         alc = l3->alien;
723                         /*
724                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
725                          * should go away when common slab code is taught to
726                          * work even without alien caches.
727                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
728                          * for alloc_alien_cache,
729                          */
730                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
731                                 continue;
732                         for_each_node(r) {
733                                 if (alc[r])
734                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
735                                              &on_slab_alc_key);
736                         }
737                 }
738                 s++;
739         }
740 }
741 #else
742 static inline void init_lock_keys(void)
743 {
744 }
745 #endif
746
747 /*
748  * 1. Guard access to the cache-chain.
749  * 2. Protect sanity of cpu_online_map against cpu hotplug events
750  */
751 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
752 static struct list_head cache_chain;
753
754 /*
755  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
756  * until the general caches are up.
757  */
758 static enum {
759         NONE,
760         PARTIAL_AC,
761         PARTIAL_L3,
762         FULL
763 } g_cpucache_up;
764
765 /*
766  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
767  */
768 int slab_is_available(void)
769 {
770         return g_cpucache_up == FULL;
771 }
772
773 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
774
775 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
776 {
777         return cachep->array[smp_processor_id()];
778 }
779
780 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
781                                                         gfp_t gfpflags)
782 {
783         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
784
785 #if DEBUG
786         /* This happens if someone tries to call
787          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
788          * the generic caches are initialized.
789          */
790         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
791 #endif
792         while (size > csizep->cs_size)
793                 csizep++;
794
795         /*
796          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
797          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
798          * for large kmalloc calls required.
799          */
800 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
801         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
802                 return csizep->cs_dmacachep;
803 #endif
804         return csizep->cs_cachep;
805 }
806
807 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
808 {
809         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
810 }
811
812 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
813 {
814         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
815 }
816
817 /*
818  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
819  */
820 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
821                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
822                            unsigned int *num)
823 {
824         int nr_objs;
825         size_t mgmt_size;
826         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
827
828         /*
829          * The slab management structure can be either off the slab or
830          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
831          * slab is used for:
832          *
833          * - The struct slab
834          * - One kmem_bufctl_t for each object
835          * - Padding to respect alignment of @align
836          * - @buffer_size bytes for each object
837          *
838          * If the slab management structure is off the slab, then the
839          * alignment will already be calculated into the size. Because
840          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
841          * correct alignment when allocated.
842          */
843         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
844                 mgmt_size = 0;
845                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
846
847                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
848                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
849         } else {
850                 /*
851                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
852                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
853                  * least @align. In the worst case, this result will
854                  * be one greater than the number of objects that fit
855                  * into the memory allocation when taking the padding
856                  * into account.
857                  */
858                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
859                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
860
861                 /*
862                  * This calculated number will be either the right
863                  * amount, or one greater than what we want.
864                  */
865                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
866                        > slab_size)
867                         nr_objs--;
868
869                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
870                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
871
872                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
873         }
874         *num = nr_objs;
875         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
876 }
877
878 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
879
880 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
881                         char *msg)
882 {
883         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
884                function, cachep->name, msg);
885         dump_stack();
886 }
887
888 /*
889  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
890  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
891  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
892  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
893  * line
894   */
895
896 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
897 static int __init noaliencache_setup(char *s)
898 {
899         use_alien_caches = 0;
900         return 1;
901 }
902 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
903
904 #ifdef CONFIG_NUMA
905 /*
906  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
907  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
908  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
909  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
910  */
911 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
912
913 static void init_reap_node(int cpu)
914 {
915         int node;
916
917         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
918         if (node == MAX_NUMNODES)
919                 node = first_node(node_online_map);
920
921         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
922 }
923
924 static void next_reap_node(void)
925 {
926         int node = __get_cpu_var(reap_node);
927
928         node = next_node(node, node_online_map);
929         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
930                 node = first_node(node_online_map);
931         __get_cpu_var(reap_node) = node;
932 }
933
934 #else
935 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
936 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
937 #endif
938
939 /*
940  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
941  * via the workqueue/eventd.
942  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
943  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
944  * lock.
945  */
946 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
947 {
948         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
949
950         /*
951          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
952          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
953          * at that time.
954          */
955         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
956                 init_reap_node(cpu);
957                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
958                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
959                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
960         }
961 }
962
963 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
964                                             int batchcount)
965 {
966         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
967         struct array_cache *nc = NULL;
968
969         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
970         if (nc) {
971                 nc->avail = 0;
972                 nc->limit = entries;
973                 nc->batchcount = batchcount;
974                 nc->touched = 0;
975                 spin_lock_init(&nc->lock);
976         }
977         return nc;
978 }
979
980 /*
981  * Transfer objects in one arraycache to another.
982  * Locking must be handled by the caller.
983  *
984  * Return the number of entries transferred.
985  */
986 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
987                 struct array_cache *from, unsigned int max)
988 {
989         /* Figure out how many entries to transfer */
990         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
991
992         if (!nr)
993                 return 0;
994
995         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
996                         sizeof(void *) *nr);
997
998         from->avail -= nr;
999         to->avail += nr;
1000         to->touched = 1;
1001         return nr;
1002 }
1003
1004 #ifndef CONFIG_NUMA
1005
1006 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1007 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1008
1009 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1010 {
1011         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1012 }
1013
1014 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1015 {
1016 }
1017
1018 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1019 {
1020         return 0;
1021 }
1022
1023 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1024                 gfp_t flags)
1025 {
1026         return NULL;
1027 }
1028
1029 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1030                  gfp_t flags, int nodeid)
1031 {
1032         return NULL;
1033 }
1034
1035 #else   /* CONFIG_NUMA */
1036
1037 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1038 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1039
1040 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1041 {
1042         struct array_cache **ac_ptr;
1043         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1044         int i;
1045
1046         if (limit > 1)
1047                 limit = 12;
1048         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1049         if (ac_ptr) {
1050                 for_each_node(i) {
1051                         if (i == node || !node_online(i)) {
1052                                 ac_ptr[i] = NULL;
1053                                 continue;
1054                         }
1055                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1056                         if (!ac_ptr[i]) {
1057                                 for (i--; i <= 0; i--)
1058                                         kfree(ac_ptr[i]);
1059                                 kfree(ac_ptr);
1060                                 return NULL;
1061                         }
1062                 }
1063         }
1064         return ac_ptr;
1065 }
1066
1067 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1068 {
1069         int i;
1070
1071         if (!ac_ptr)
1072                 return;
1073         for_each_node(i)
1074             kfree(ac_ptr[i]);
1075         kfree(ac_ptr);
1076 }
1077
1078 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1079                                 struct array_cache *ac, int node)
1080 {
1081         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1082
1083         if (ac->avail) {
1084                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1085                 /*
1086                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1087                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1088                  * into the free lists and getting them back later.
1089                  */
1090                 if (rl3->shared)
1091                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1092
1093                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1094                 ac->avail = 0;
1095                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1096         }
1097 }
1098
1099 /*
1100  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1101  */
1102 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1103 {
1104         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1105
1106         if (l3->alien) {
1107                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1108
1109                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1110                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1111                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1112                 }
1113         }
1114 }
1115
1116 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1117                                 struct array_cache **alien)
1118 {
1119         int i = 0;
1120         struct array_cache *ac;
1121         unsigned long flags;
1122
1123         for_each_online_node(i) {
1124                 ac = alien[i];
1125                 if (ac) {
1126                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1127                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1128                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1129                 }
1130         }
1131 }
1132
1133 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1134 {
1135         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1136         int nodeid = slabp->nodeid;
1137         struct kmem_list3 *l3;
1138         struct array_cache *alien = NULL;
1139         int node;
1140
1141         node = numa_node_id();
1142
1143         /*
1144          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1145          * cache on this cpu.
1146          */
1147         if (likely(slabp->nodeid == node))
1148                 return 0;
1149
1150         l3 = cachep->nodelists[node];
1151         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1152         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1153                 alien = l3->alien[nodeid];
1154                 spin_lock(&alien->lock);
1155                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1156                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1157                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1158                 }
1159                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1160                 spin_unlock(&alien->lock);
1161         } else {
1162                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1163                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1164                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1165         }
1166         return 1;
1167 }
1168 #endif
1169
1170 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1171                                     unsigned long action, void *hcpu)
1172 {
1173         long cpu = (long)hcpu;
1174         struct kmem_cache *cachep;
1175         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1176         int node = cpu_to_node(cpu);
1177         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1178
1179         switch (action) {
1180         case CPU_LOCK_ACQUIRE:
1181                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1182                 break;
1183         case CPU_UP_PREPARE:
1184         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1185                 /*
1186                  * We need to do this right in the beginning since
1187                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1188                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1189                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1190                  */
1191
1192                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1193                         /*
1194                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1195                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1196                          * node has not already allocated this
1197                          */
1198                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1199                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1200                                 if (!l3)
1201                                         goto bad;
1202                                 kmem_list3_init(l3);
1203                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1204                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1205
1206                                 /*
1207                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1208                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1209                                  * protection here.
1210                                  */
1211                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1212                         }
1213
1214                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1215                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1216                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1217                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1218                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1219                 }
1220
1221                 /*
1222                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1223                  * array caches
1224                  */
1225                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1226                         struct array_cache *nc;
1227                         struct array_cache *shared = NULL;
1228                         struct array_cache **alien = NULL;
1229
1230                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1231                                                 cachep->batchcount);
1232                         if (!nc)
1233                                 goto bad;
1234                         if (cachep->shared) {
1235                                 shared = alloc_arraycache(node,
1236                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1237                                         0xbaadf00d);
1238                                 if (!shared)
1239                                         goto bad;
1240                         }
1241                         if (use_alien_caches) {
1242                                 alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1243                                 if (!alien)
1244                                         goto bad;
1245                         }
1246                         cachep->array[cpu] = nc;
1247                         l3 = cachep->nodelists[node];
1248                         BUG_ON(!l3);
1249
1250                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1251                         if (!l3->shared) {
1252                                 /*
1253                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1254                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1255                                  */
1256                                 l3->shared = shared;
1257                                 shared = NULL;
1258                         }
1259 #ifdef CONFIG_NUMA
1260                         if (!l3->alien) {
1261                                 l3->alien = alien;
1262                                 alien = NULL;
1263                         }
1264 #endif
1265                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1266                         kfree(shared);
1267                         free_alien_cache(alien);
1268                 }
1269                 break;
1270         case CPU_ONLINE:
1271         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1272                 start_cpu_timer(cpu);
1273                 break;
1274 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1275         case CPU_DOWN_PREPARE:
1276         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1277                 /*
1278                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1279                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1280                  * anything expensive but will only modify reap_work
1281                  * and reschedule the timer.
1282                 */
1283                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(reap_work, cpu));
1284                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1285                 per_cpu(reap_work, cpu).work.func = NULL;
1286                 break;
1287         case CPU_DOWN_FAILED:
1288         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1289                 start_cpu_timer(cpu);
1290                 break;
1291         case CPU_DEAD:
1292         case CPU_DEAD_FROZEN:
1293                 /*
1294                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1295                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1296                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1297                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1298                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1299                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1300                  */
1301                 /* fall thru */
1302 #endif
1303         case CPU_UP_CANCELED:
1304         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1305                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1306                         struct array_cache *nc;
1307                         struct array_cache *shared;
1308                         struct array_cache **alien;
1309                         cpumask_t mask;
1310
1311                         mask = node_to_cpumask(node);
1312                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1313                         nc = cachep->array[cpu];
1314                         cachep->array[cpu] = NULL;
1315                         l3 = cachep->nodelists[node];
1316
1317                         if (!l3)
1318                                 goto free_array_cache;
1319
1320                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1321
1322                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1323                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1324                         if (nc)
1325                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1326
1327                         if (!cpus_empty(mask)) {
1328                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1329                                 goto free_array_cache;
1330                         }
1331
1332                         shared = l3->shared;
1333                         if (shared) {
1334                                 free_block(cachep, shared->entry,
1335                                            shared->avail, node);
1336                                 l3->shared = NULL;
1337                         }
1338
1339                         alien = l3->alien;
1340                         l3->alien = NULL;
1341
1342                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1343
1344                         kfree(shared);
1345                         if (alien) {
1346                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1347                                 free_alien_cache(alien);
1348                         }
1349 free_array_cache:
1350                         kfree(nc);
1351                 }
1352                 /*
1353                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1354                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1355                  * shrink each nodelist to its limit.
1356                  */
1357                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1358                         l3 = cachep->nodelists[node];
1359                         if (!l3)
1360                                 continue;
1361                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1362                 }
1363                 break;
1364         case CPU_LOCK_RELEASE:
1365                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1366                 break;
1367         }
1368         return NOTIFY_OK;
1369 bad:
1370         return NOTIFY_BAD;
1371 }
1372
1373 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1374         &cpuup_callback, NULL, 0
1375 };
1376
1377 /*
1378  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1379  */
1380 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1381                         int nodeid)
1382 {
1383         struct kmem_list3 *ptr;
1384
1385         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1386         BUG_ON(!ptr);
1387
1388         local_irq_disable();
1389         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1390         /*
1391          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1392          */
1393         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1394
1395         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1396         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1397         local_irq_enable();
1398 }
1399
1400 /*
1401  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1402  * before smp_init().
1403  */
1404 void __init kmem_cache_init(void)
1405 {
1406         size_t left_over;
1407         struct cache_sizes *sizes;
1408         struct cache_names *names;
1409         int i;
1410         int order;
1411         int node;
1412
1413         if (num_possible_nodes() == 1)
1414                 use_alien_caches = 0;
1415
1416         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1417                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1418                 if (i < MAX_NUMNODES)
1419                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1420         }
1421
1422         /*
1423          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1424          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1425          */
1426         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1427                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1428
1429         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1430          * from caches that do not exist yet:
1431          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1432          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1433          *    cache_cache is statically allocated.
1434          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1435          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1436          *    array at the end of the bootstrap.
1437          * 2) Create the first kmalloc cache.
1438          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1439          *    An __init data area is used for the head array.
1440          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1441          *    head arrays.
1442          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1443          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1444          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1445          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1446          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1447          */
1448
1449         node = numa_node_id();
1450
1451         /* 1) create the cache_cache */
1452         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1453         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1454         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1455         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1456         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1457
1458         /*
1459          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1460          * can be less than MAX_NUMNODES.
1461          */
1462         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1463                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1464 #if DEBUG
1465         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1466 #endif
1467         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1468                                         cache_line_size());
1469         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1470                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1471
1472         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1473                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1474                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1475                 if (cache_cache.num)
1476                         break;
1477         }
1478         BUG_ON(!cache_cache.num);
1479         cache_cache.gfporder = order;
1480         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1481         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1482                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1483
1484         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1485         sizes = malloc_sizes;
1486         names = cache_names;
1487
1488         /*
1489          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1490          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1491          * bug.
1492          */
1493
1494         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1495                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1496                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1497                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1498                                         NULL, NULL);
1499
1500         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1501                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1502                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1503                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1504                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1505                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1506                                 NULL, NULL);
1507         }
1508
1509         slab_early_init = 0;
1510
1511         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1512                 /*
1513                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1514                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1515                  * eliminates "false sharing".
1516                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1517                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1518                  */
1519                 if (!sizes->cs_cachep) {
1520                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1521                                         sizes->cs_size,
1522                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1523                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1524                                         NULL, NULL);
1525                 }
1526 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1527                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1528                                         names->name_dma,
1529                                         sizes->cs_size,
1530                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1531                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1532                                                 SLAB_PANIC,
1533                                         NULL, NULL);
1534 #endif
1535                 sizes++;
1536                 names++;
1537         }
1538         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1539         {
1540                 struct array_cache *ptr;
1541
1542                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1543
1544                 local_irq_disable();
1545                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1546                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1547                        sizeof(struct arraycache_init));
1548                 /*
1549                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1550                  */
1551                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1552
1553                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1554                 local_irq_enable();
1555
1556                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1557
1558                 local_irq_disable();
1559                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1560                        != &initarray_generic.cache);
1561                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1562                        sizeof(struct arraycache_init));
1563                 /*
1564                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1565                  */
1566                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1567
1568                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1569                     ptr;
1570                 local_irq_enable();
1571         }
1572         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1573         {
1574                 int nid;
1575
1576                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1577                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE], node);
1578
1579                 for_each_online_node(nid) {
1580                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1581                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1582
1583                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1584                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1585                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1586                         }
1587                 }
1588         }
1589
1590         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1591         {
1592                 struct kmem_cache *cachep;
1593                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1594                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1595                         if (enable_cpucache(cachep))
1596                                 BUG();
1597                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1598         }
1599
1600         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1601         init_lock_keys();
1602
1603
1604         /* Done! */
1605         g_cpucache_up = FULL;
1606
1607         /*
1608          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1609          * cpu_cache_get for all new cpus
1610          */
1611         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1612
1613         /*
1614          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1615          * of the kernel is not yet operational.
1616          */
1617 }
1618
1619 static int __init cpucache_init(void)
1620 {
1621         int cpu;
1622
1623         /*
1624          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1625          */
1626         for_each_online_cpu(cpu)
1627                 start_cpu_timer(cpu);
1628         return 0;
1629 }
1630 __initcall(cpucache_init);
1631
1632 /*
1633  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1634  *
1635  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1636  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1637  * would be relatively rare and ignorable.
1638  */
1639 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1640 {
1641         struct page *page;
1642         int nr_pages;
1643         int i;
1644
1645 #ifndef CONFIG_MMU
1646         /*
1647          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1648          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1649          */
1650         flags |= __GFP_COMP;
1651 #endif
1652
1653         flags |= cachep->gfpflags;
1654
1655         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1656         if (!page)
1657                 return NULL;
1658
1659         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1660         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1661                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1662                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1663         else
1664                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1665                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1666         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1667                 __SetPageSlab(page + i);
1668         return page_address(page);
1669 }
1670
1671 /*
1672  * Interface to system's page release.
1673  */
1674 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1675 {
1676         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1677         struct page *page = virt_to_page(addr);
1678         const unsigned long nr_freed = i;
1679
1680         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1681                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1682                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1683         else
1684                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1685                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1686         while (i--) {
1687                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1688                 __ClearPageSlab(page);
1689                 page++;
1690         }
1691         if (current->reclaim_state)
1692                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1693         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1694 }
1695
1696 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1697 {
1698         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1699         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1700
1701         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1702         if (OFF_SLAB(cachep))
1703                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1704 }
1705
1706 #if DEBUG
1707
1708 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1709 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1710                             unsigned long caller)
1711 {
1712         int size = obj_size(cachep);
1713
1714         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1715
1716         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1717                 return;
1718
1719         *addr++ = 0x12345678;
1720         *addr++ = caller;
1721         *addr++ = smp_processor_id();
1722         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1723         {
1724                 unsigned long *sptr = &caller;
1725                 unsigned long svalue;
1726
1727                 while (!kstack_end(sptr)) {
1728                         svalue = *sptr++;
1729                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1730                                 *addr++ = svalue;
1731                                 size -= sizeof(unsigned long);
1732                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1733                                         break;
1734                         }
1735                 }
1736
1737         }
1738         *addr++ = 0x87654321;
1739 }
1740 #endif
1741
1742 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1743 {
1744         int size = obj_size(cachep);
1745         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1746
1747         memset(addr, val, size);
1748         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1749 }
1750
1751 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1752 {
1753         int i;
1754         unsigned char error = 0;
1755         int bad_count = 0;
1756
1757         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1758         for (i = 0; i < limit; i++) {
1759                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1760                         error = data[offset + i];
1761                         bad_count++;
1762                 }
1763                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1764         }
1765         printk("\n");
1766
1767         if (bad_count == 1) {
1768                 error ^= POISON_FREE;
1769                 if (!(error & (error - 1))) {
1770                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1771                                         "bad RAM.\n");
1772 #ifdef CONFIG_X86
1773                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1774                                         "test tool.\n");
1775 #else
1776                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1777 #endif
1778                 }
1779         }
1780 }
1781 #endif
1782
1783 #if DEBUG
1784
1785 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1786 {
1787         int i, size;
1788         char *realobj;
1789
1790         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1791                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1792                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1793                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1794         }
1795
1796         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1797                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1798                         *dbg_userword(cachep, objp));
1799                 print_symbol("(%s)",
1800                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1801                 printk("\n");
1802         }
1803         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1804         size = obj_size(cachep);
1805         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1806                 int limit;
1807                 limit = 16;
1808                 if (i + limit > size)
1809                         limit = size - i;
1810                 dump_line(realobj, i, limit);
1811         }
1812 }
1813
1814 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1815 {
1816         char *realobj;
1817         int size, i;
1818         int lines = 0;
1819
1820         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1821         size = obj_size(cachep);
1822
1823         for (i = 0; i < size; i++) {
1824                 char exp = POISON_FREE;
1825                 if (i == size - 1)
1826                         exp = POISON_END;
1827                 if (realobj[i] != exp) {
1828                         int limit;
1829                         /* Mismatch ! */
1830                         /* Print header */
1831                         if (lines == 0) {
1832                                 printk(KERN_ERR
1833                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1834                                         cachep->name, realobj, size);
1835                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1836                         }
1837                         /* Hexdump the affected line */
1838                         i = (i / 16) * 16;
1839                         limit = 16;
1840                         if (i + limit > size)
1841                                 limit = size - i;
1842                         dump_line(realobj, i, limit);
1843                         i += 16;
1844                         lines++;
1845                         /* Limit to 5 lines */
1846                         if (lines > 5)
1847                                 break;
1848                 }
1849         }
1850         if (lines != 0) {
1851                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1852                  * exist:
1853                  */
1854                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1855                 unsigned int objnr;
1856
1857                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1858                 if (objnr) {
1859                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1860                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1861                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1862                                realobj, size);
1863                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1864                 }
1865                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1866                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1867                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1868                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1869                                realobj, size);
1870                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1871                 }
1872         }
1873 }
1874 #endif
1875
1876 #if DEBUG
1877 /**
1878  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1879  * @cachep: cache pointer being destroyed
1880  * @slabp: slab pointer being destroyed
1881  *
1882  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1883  * destroyed.
1884  */
1885 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1886 {
1887         int i;
1888         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1889                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1890
1891                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1892 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1893                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1894                                         OFF_SLAB(cachep))
1895                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1896                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1897                         else
1898                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1899 #else
1900                         check_poison_obj(cachep, objp);
1901 #endif
1902                 }
1903                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1904                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1905                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1906                                            "was overwritten");
1907                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1908                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1909                                            "was overwritten");
1910                 }
1911         }
1912 }
1913 #else
1914 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1915 {
1916 }
1917 #endif
1918
1919 /**
1920  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1921  * @cachep: cache pointer being destroyed
1922  * @slabp: slab pointer being destroyed
1923  *
1924  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1925  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1926  * cache-lock is not held/needed.
1927  */
1928 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1929 {
1930         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1931
1932         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1933         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1934                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1935
1936                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1937                 slab_rcu->cachep = cachep;
1938                 slab_rcu->addr = addr;
1939                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1940         } else {
1941                 kmem_freepages(cachep, addr);
1942                 if (OFF_SLAB(cachep))
1943                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1944         }
1945 }
1946
1947 /*
1948  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1949  * size of kmem_list3.
1950  */
1951 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1952 {
1953         int node;
1954
1955         for_each_online_node(node) {
1956                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1957                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1958                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1959                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1960         }
1961 }
1962
1963 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1964 {
1965         int i;
1966         struct kmem_list3 *l3;
1967
1968         for_each_online_cpu(i)
1969             kfree(cachep->array[i]);
1970
1971         /* NUMA: free the list3 structures */
1972         for_each_online_node(i) {
1973                 l3 = cachep->nodelists[i];
1974                 if (l3) {
1975                         kfree(l3->shared);
1976                         free_alien_cache(l3->alien);
1977                         kfree(l3);
1978                 }
1979         }
1980         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1981 }
1982
1983
1984 /**
1985  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1986  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1987  * @size: size of objects to be created in this cache.
1988  * @align: required alignment for the objects.
1989  * @flags: slab allocation flags
1990  *
1991  * Also calculates the number of objects per slab.
1992  *
1993  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1994  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1995  * towards high-order requests, this should be changed.
1996  */
1997 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1998                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1999 {
2000         unsigned long offslab_limit;
2001         size_t left_over = 0;
2002         int gfporder;
2003
2004         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
2005                 unsigned int num;
2006                 size_t remainder;
2007
2008                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2009                 if (!num)
2010                         continue;
2011
2012                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2013                         /*
2014                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2015                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2016                          * looping condition in cache_grow().
2017                          */
2018                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2019                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2020
2021                         if (num > offslab_limit)
2022                                 break;
2023                 }
2024
2025                 /* Found something acceptable - save it away */
2026                 cachep->num = num;
2027                 cachep->gfporder = gfporder;
2028                 left_over = remainder;
2029
2030                 /*
2031                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2032                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2033                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2034                  */
2035                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2036                         break;
2037
2038                 /*
2039                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2040                  * currently bad for the gfp()s.
2041                  */
2042                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2043                         break;
2044
2045                 /*
2046                  * Acceptable internal fragmentation?
2047                  */
2048                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2049                         break;
2050         }
2051         return left_over;
2052 }
2053
2054 static int setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2055 {
2056         if (g_cpucache_up == FULL)
2057                 return enable_cpucache(cachep);
2058
2059         if (g_cpucache_up == NONE) {
2060                 /*
2061                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2062                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2063                  * further caches will BUG().
2064                  */
2065                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2066
2067                 /*
2068                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2069                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2070                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2071                  */
2072                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2073                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2074                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2075                 else
2076                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2077         } else {
2078                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2079                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2080
2081                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2082                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2083                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2084                 } else {
2085                         int node;
2086                         for_each_online_node(node) {
2087                                 cachep->nodelists[node] =
2088                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2089                                                 GFP_KERNEL, node);
2090                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2091                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2092                         }
2093                 }
2094         }
2095         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2096                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2097                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2098
2099         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2100         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2101         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2102         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2103         cachep->batchcount = 1;
2104         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2105         return 0;
2106 }
2107
2108 /**
2109  * kmem_cache_create - Create a cache.
2110  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2111  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2112  * @align: The required alignment for the objects.
2113  * @flags: SLAB flags
2114  * @ctor: A constructor for the objects.
2115  * @dtor: A destructor for the objects (not implemented anymore).
2116  *
2117  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2118  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2119  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2120  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2121  *
2122  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2123  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2124  *
2125  * The flags are
2126  *
2127  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2128  * to catch references to uninitialised memory.
2129  *
2130  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2131  * for buffer overruns.
2132  *
2133  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2134  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2135  * as davem.
2136  */
2137 struct kmem_cache *
2138 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2139         unsigned long flags,
2140         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2141         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2142 {
2143         size_t left_over, slab_size, ralign;
2144         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2145
2146         /*
2147          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2148          */
2149         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2150             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || dtor) {
2151                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2152                                 name);
2153                 BUG();
2154         }
2155
2156         /*
2157          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2158          * cpu_online_map as well.  Please see cpuup_callback
2159          */
2160         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2161
2162         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2163                 char tmp;
2164                 int res;
2165
2166                 /*
2167                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2168                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2169                  * area of the module.  Print a warning.
2170                  */
2171                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2172                 if (res) {
2173                         printk(KERN_ERR
2174                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2175                                pc->buffer_size);
2176                         continue;
2177                 }
2178
2179                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2180                         printk(KERN_ERR
2181                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2182                         dump_stack();
2183                         goto oops;
2184                 }
2185         }
2186
2187 #if DEBUG
2188         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2189 #if FORCED_DEBUG
2190         /*
2191          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2192          * large objects, if the increased size would increase the object size
2193          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2194          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2195          */
2196         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2197                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2198         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2199                 flags |= SLAB_POISON;
2200 #endif
2201         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2202                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2203 #endif
2204         /*
2205          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2206          * isn't available.
2207          */
2208         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2209
2210         /*
2211          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2212          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2213          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2214          */
2215         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2216                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2217                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2218         }
2219
2220         /* calculate the final buffer alignment: */
2221
2222         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2223         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2224                 /*
2225                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2226                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2227                  * one cacheline.
2228                  */
2229                 ralign = cache_line_size();
2230                 while (size <= ralign / 2)
2231                         ralign /= 2;
2232         } else {
2233                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2234         }
2235
2236         /*
2237          * Redzoning and user store require word alignment. Note this will be
2238          * overridden by architecture or caller mandated alignment if either
2239          * is greater than BYTES_PER_WORD.
2240          */
2241         if (flags & SLAB_RED_ZONE || flags & SLAB_STORE_USER)
2242                 ralign = __alignof__(unsigned long long);
2243
2244         /* 2) arch mandated alignment */
2245         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2246                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2247         }
2248         /* 3) caller mandated alignment */
2249         if (ralign < align) {
2250                 ralign = align;
2251         }
2252         /* disable debug if necessary */
2253         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2254                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2255         /*
2256          * 4) Store it.
2257          */
2258         align = ralign;
2259
2260         /* Get cache's description obj. */
2261         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, GFP_KERNEL);
2262         if (!cachep)
2263                 goto oops;
2264
2265 #if DEBUG
2266         cachep->obj_size = size;
2267
2268         /*
2269          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2270          * into align above.
2271          */
2272         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2273                 /* add space for red zone words */
2274                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2275                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2276         }
2277         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2278                 /* user store requires one word storage behind the end of
2279                  * the real object.
2280                  */
2281                 size += BYTES_PER_WORD;
2282         }
2283 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2284         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2285             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2286                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2287                 size = PAGE_SIZE;
2288         }
2289 #endif
2290 #endif
2291
2292         /*
2293          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2294          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2295          * it too early on.)
2296          */
2297         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2298                 /*
2299                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2300                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2301                  */
2302                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2303
2304         size = ALIGN(size, align);
2305
2306         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2307
2308         if (!cachep->num) {
2309                 printk(KERN_ERR
2310                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2311                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2312                 cachep = NULL;
2313                 goto oops;
2314         }
2315         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2316                           + sizeof(struct slab), align);
2317
2318         /*
2319          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2320          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2321          */
2322         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2323                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2324                 left_over -= slab_size;
2325         }
2326
2327         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2328                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2329                 slab_size =
2330                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2331         }
2332
2333         cachep->colour_off = cache_line_size();
2334         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2335         if (cachep->colour_off < align)
2336                 cachep->colour_off = align;
2337         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2338         cachep->slab_size = slab_size;
2339         cachep->flags = flags;
2340         cachep->gfpflags = 0;
2341         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2342                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2343         cachep->buffer_size = size;
2344         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2345
2346         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2347                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2348                 /*
2349                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2350                  * But since we go off slab only for object size greater than
2351                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2352                  * this should not happen at all.
2353                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2354                  */
2355                 BUG_ON(!cachep->slabp_cache);
2356         }
2357         cachep->ctor = ctor;
2358         cachep->name = name;
2359
2360         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2361                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2362                 cachep = NULL;
2363                 goto oops;
2364         }
2365
2366         /* cache setup completed, link it into the list */
2367         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2368 oops:
2369         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2370                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2371                       name);
2372         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2373         return cachep;
2374 }
2375 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2376
2377 #if DEBUG
2378 static void check_irq_off(void)
2379 {
2380         BUG_ON(!irqs_disabled());
2381 }
2382
2383 static void check_irq_on(void)
2384 {
2385         BUG_ON(irqs_disabled());
2386 }
2387
2388 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2389 {
2390 #ifdef CONFIG_SMP
2391         check_irq_off();
2392         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2393 #endif
2394 }
2395
2396 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2397 {
2398 #ifdef CONFIG_SMP
2399         check_irq_off();
2400         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2401 #endif
2402 }
2403
2404 #else
2405 #define check_irq_off() do { } while(0)
2406 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2407 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2408 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2409 #endif
2410
2411 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2412                         struct array_cache *ac,
2413                         int force, int node);
2414
2415 static void do_drain(void *arg)
2416 {
2417         struct kmem_cache *cachep = arg;
2418         struct array_cache *ac;
2419         int node = numa_node_id();
2420
2421         check_irq_off();
2422         ac = cpu_cache_get(cachep);
2423         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2424         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2425         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2426         ac->avail = 0;
2427 }
2428
2429 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2430 {
2431         struct kmem_list3 *l3;
2432         int node;
2433
2434         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2435         check_irq_on();
2436         for_each_online_node(node) {
2437                 l3 = cachep->nodelists[node];
2438                 if (l3 && l3->alien)
2439                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2440         }
2441
2442         for_each_online_node(node) {
2443                 l3 = cachep->nodelists[node];
2444                 if (l3)
2445                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2446         }
2447 }
2448
2449 /*
2450  * Remove slabs from the list of free slabs.
2451  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2452  *
2453  * Returns the actual number of slabs released.
2454  */
2455 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2456                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2457 {
2458         struct list_head *p;
2459         int nr_freed;
2460         struct slab *slabp;
2461
2462         nr_freed = 0;
2463         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2464
2465                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2466                 p = l3->slabs_free.prev;
2467                 if (p == &l3->slabs_free) {
2468                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2469                         goto out;
2470                 }
2471
2472                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2473 #if DEBUG
2474                 BUG_ON(slabp->inuse);
2475 #endif
2476                 list_del(&slabp->list);
2477                 /*
2478                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2479                  * to the cache.
2480                  */
2481                 l3->free_objects -= cache->num;
2482                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2483                 slab_destroy(cache, slabp);
2484                 nr_freed++;
2485         }
2486 out:
2487         return nr_freed;
2488 }
2489
2490 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2491 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2492 {
2493         int ret = 0, i = 0;
2494         struct kmem_list3 *l3;
2495
2496         drain_cpu_caches(cachep);
2497
2498         check_irq_on();
2499         for_each_online_node(i) {
2500                 l3 = cachep->nodelists[i];
2501                 if (!l3)
2502                         continue;
2503
2504                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2505
2506                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2507                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2508         }
2509         return (ret ? 1 : 0);
2510 }
2511
2512 /**
2513  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2514  * @cachep: The cache to shrink.
2515  *
2516  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2517  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2518  */
2519 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2520 {
2521         int ret;
2522         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2523
2524         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2525         ret = __cache_shrink(cachep);
2526         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2527         return ret;
2528 }
2529 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2530
2531 /**
2532  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2533  * @cachep: the cache to destroy
2534  *
2535  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2536  *
2537  * It is expected this function will be called by a module when it is
2538  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2539  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2540  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2541  *
2542  * The cache must be empty before calling this function.
2543  *
2544  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2545  * during the kmem_cache_destroy().
2546  */
2547 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2548 {
2549         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2550
2551         /* Find the cache in the chain of caches. */
2552         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2553         /*
2554          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2555          */
2556         list_del(&cachep->next);
2557         if (__cache_shrink(cachep)) {
2558                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2559                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2560                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2561                 return;
2562         }
2563
2564         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2565                 synchronize_rcu();
2566
2567         __kmem_cache_destroy(cachep);
2568         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2569 }
2570 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2571
2572 /*
2573  * Get the memory for a slab management obj.
2574  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2575  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2576  * come from the same cache which is getting created because,
2577  * when we are searching for an appropriate cache for these
2578  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2579  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2580  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2581  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2582  */
2583 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2584                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2585                                    int nodeid)
2586 {
2587         struct slab *slabp;
2588
2589         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2590                 /* Slab management obj is off-slab. */
2591                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2592                                               local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2593                 if (!slabp)
2594                         return NULL;
2595         } else {
2596                 slabp = objp + colour_off;
2597                 colour_off += cachep->slab_size;
2598         }
2599         slabp->inuse = 0;
2600         slabp->colouroff = colour_off;
2601         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2602         slabp->nodeid = nodeid;
2603         return slabp;
2604 }
2605
2606 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2607 {
2608         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2609 }
2610
2611 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2612                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2613 {
2614         int i;
2615
2616         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2617                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2618 #if DEBUG
2619                 /* need to poison the objs? */
2620                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2621                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2622                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2623                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2624
2625                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2626                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2627                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2628                 }
2629                 /*
2630                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2631                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2632                  * They must also be threaded.
2633                  */
2634                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2635                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2636                                      ctor_flags);
2637
2638                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2639                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2640                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2641                                            " end of an object");
2642                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2643                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2644                                            " start of an object");
2645                 }
2646                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2647                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2648                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2649                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2650 #else
2651                 if (cachep->ctor)
2652                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2653 #endif
2654                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2655         }
2656         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2657         slabp->free = 0;
2658 }
2659
2660 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2661 {
2662         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2663                 if (flags & GFP_DMA)
2664                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2665                 else
2666                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2667         }
2668 }
2669
2670 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2671                                 int nodeid)
2672 {
2673         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2674         kmem_bufctl_t next;
2675
2676         slabp->inuse++;
2677         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2678 #if DEBUG
2679         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2680         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2681 #endif
2682         slabp->free = next;
2683
2684         return objp;
2685 }
2686
2687 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2688                                 void *objp, int nodeid)
2689 {
2690         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2691
2692 #if DEBUG
2693         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2694         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2695
2696         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2697                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2698                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2699                 BUG();
2700         }
2701 #endif
2702         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2703         slabp->free = objnr;
2704         slabp->inuse--;
2705 }
2706
2707 /*
2708  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2709  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2710  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2711  */
2712 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2713                            void *addr)
2714 {
2715         int nr_pages;
2716         struct page *page;
2717
2718         page = virt_to_page(addr);
2719
2720         nr_pages = 1;
2721         if (likely(!PageCompound(page)))
2722                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2723
2724         do {
2725                 page_set_cache(page, cache);
2726                 page_set_slab(page, slab);
2727                 page++;
2728         } while (--nr_pages);
2729 }
2730
2731 /*
2732  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2733  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2734  */
2735 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2736                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2737 {
2738         struct slab *slabp;
2739         size_t offset;
2740         gfp_t local_flags;
2741         unsigned long ctor_flags;
2742         struct kmem_list3 *l3;
2743
2744         /*
2745          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2746          * critical path in kmem_cache_alloc().
2747          */
2748         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK));
2749
2750         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2751         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
2752         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2753         check_irq_off();
2754         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2755         spin_lock(&l3->list_lock);
2756
2757         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2758         offset = l3->colour_next;
2759         l3->colour_next++;
2760         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2761                 l3->colour_next = 0;
2762         spin_unlock(&l3->list_lock);
2763
2764         offset *= cachep->colour_off;
2765
2766         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2767                 local_irq_enable();
2768
2769         /*
2770          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2771          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2772          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2773          * will eventually be caught here (where it matters).
2774          */
2775         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2776
2777         /*
2778          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2779          * 'nodeid'.
2780          */
2781         if (!objp)
2782                 objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2783         if (!objp)
2784                 goto failed;
2785
2786         /* Get slab management. */
2787         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2788                         local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2789         if (!slabp)
2790                 goto opps1;
2791
2792         slabp->nodeid = nodeid;
2793         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2794
2795         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2796
2797         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2798                 local_irq_disable();
2799         check_irq_off();
2800         spin_lock(&l3->list_lock);
2801
2802         /* Make slab active. */
2803         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2804         STATS_INC_GROWN(cachep);
2805         l3->free_objects += cachep->num;
2806         spin_unlock(&l3->list_lock);
2807         return 1;
2808 opps1:
2809         kmem_freepages(cachep, objp);
2810 failed:
2811         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2812                 local_irq_disable();
2813         return 0;
2814 }
2815
2816 #if DEBUG
2817
2818 /*
2819  * Perform extra freeing checks:
2820  * - detect bad pointers.
2821  * - POISON/RED_ZONE checking
2822  */
2823 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2824 {
2825         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2826                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2827                        (unsigned long)objp);
2828                 BUG();
2829         }
2830 }
2831
2832 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2833 {
2834         unsigned long long redzone1, redzone2;
2835
2836         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2837         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2838
2839         /*
2840          * Redzone is ok.
2841          */
2842         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2843                 return;
2844
2845         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2846                 slab_error(cache, "double free detected");
2847         else
2848                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2849
2850         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2851                         obj, redzone1, redzone2);
2852 }
2853
2854 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2855                                    void *caller)
2856 {
2857         struct page *page;
2858         unsigned int objnr;
2859         struct slab *slabp;
2860
2861         objp -= obj_offset(cachep);
2862         kfree_debugcheck(objp);
2863         page = virt_to_head_page(objp);
2864
2865         slabp = page_get_slab(page);
2866
2867         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2868                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2869                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2870                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2871         }
2872         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2873                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2874
2875         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2876
2877         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2878         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2879
2880 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2881         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2882 #endif
2883         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2884 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2885                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2886                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2887                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2888                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2889                 } else {
2890                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2891                 }
2892 #else
2893                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2894 #endif
2895         }
2896         return objp;
2897 }
2898
2899 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2900 {
2901         kmem_bufctl_t i;
2902         int entries = 0;
2903
2904         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2905         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2906                 entries++;
2907                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2908                         goto bad;
2909         }
2910         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2911 bad:
2912                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2913                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2914                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2915                 for (i = 0;
2916                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2917                      i++) {
2918                         if (i % 16 == 0)
2919                                 printk("\n%03x:", i);
2920                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2921                 }
2922                 printk("\n");
2923                 BUG();
2924         }
2925 }
2926 #else
2927 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2928 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2929 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2930 #endif
2931
2932 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2933 {
2934         int batchcount;
2935         struct kmem_list3 *l3;
2936         struct array_cache *ac;
2937         int node;
2938
2939         node = numa_node_id();
2940
2941         check_irq_off();
2942         ac = cpu_cache_get(cachep);
2943 retry:
2944         batchcount = ac->batchcount;
2945         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2946                 /*
2947                  * If there was little recent activity on this cache, then
2948                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2949                  * refill bouncing.
2950                  */
2951                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2952         }
2953         l3 = cachep->nodelists[node];
2954
2955         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2956         spin_lock(&l3->list_lock);
2957
2958         /* See if we can refill from the shared array */
2959         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2960                 goto alloc_done;
2961
2962         while (batchcount > 0) {
2963                 struct list_head *entry;
2964                 struct slab *slabp;
2965                 /* Get slab alloc is to come from. */
2966                 entry = l3->slabs_partial.next;
2967                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2968                         l3->free_touched = 1;
2969                         entry = l3->slabs_free.next;
2970                         if (entry == &l3->slabs_free)
2971                                 goto must_grow;
2972                 }
2973
2974                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2975                 check_slabp(cachep, slabp);
2976                 check_spinlock_acquired(cachep);
2977
2978                 /*
2979                  * The slab was either on partial or free list so
2980                  * there must be at least one object available for
2981                  * allocation.
2982                  */
2983                 BUG_ON(slabp->inuse < 0 || slabp->inuse >= cachep->num);
2984
2985                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2986                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2987                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2988                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2989
2990                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2991                                                             node);
2992                 }
2993                 check_slabp(cachep, slabp);
2994
2995                 /* move slabp to correct slabp list: */
2996                 list_del(&slabp->list);
2997                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2998                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2999                 else
3000                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3001         }
3002
3003 must_grow:
3004         l3->free_objects -= ac->avail;
3005 alloc_done:
3006         spin_unlock(&l3->list_lock);
3007
3008         if (unlikely(!ac->avail)) {
3009                 int x;
3010                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3011
3012                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3013                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3014                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3015                         return NULL;
3016
3017                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3018                         goto retry;
3019         }
3020         ac->touched = 1;
3021         return ac->entry[--ac->avail];
3022 }
3023
3024 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3025                                                 gfp_t flags)
3026 {
3027         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3028 #if DEBUG
3029         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3030 #endif
3031 }
3032
3033 #if DEBUG
3034 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3035                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3036 {
3037         if (!objp)
3038                 return objp;
3039         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3040 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3041                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3042                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3043                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3044                 else
3045                         check_poison_obj(cachep, objp);
3046 #else
3047                 check_poison_obj(cachep, objp);
3048 #endif
3049                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3050         }
3051         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3052                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3053
3054         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3055                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3056                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3057                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3058                                                 " object was overwritten");
3059                         printk(KERN_ERR
3060                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3061                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3062                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3063                 }
3064                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3065                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3066         }
3067 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3068         {
3069                 struct slab *slabp;
3070                 unsigned objnr;
3071
3072                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3073                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3074                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3075         }
3076 #endif
3077         objp += obj_offset(cachep);
3078         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3079                 cachep->ctor(objp, cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR);
3080 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3081         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3082                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3083                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3084         }
3085 #endif
3086         return objp;
3087 }
3088 #else
3089 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3090 #endif
3091
3092 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
3093
3094 static struct failslab_attr {
3095
3096         struct fault_attr attr;
3097
3098         u32 ignore_gfp_wait;
3099 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3100         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
3101 #endif
3102
3103 } failslab = {
3104         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
3105         .ignore_gfp_wait = 1,
3106 };
3107
3108 static int __init setup_failslab(char *str)
3109 {
3110         return setup_fault_attr(&failslab.attr, str);
3111 }
3112 __setup("failslab=", setup_failslab);
3113
3114 static int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3115 {
3116         if (cachep == &cache_cache)
3117                 return 0;
3118         if (flags & __GFP_NOFAIL)
3119                 return 0;
3120         if (failslab.ignore_gfp_wait && (flags & __GFP_WAIT))
3121                 return 0;
3122
3123         return should_fail(&failslab.attr, obj_size(cachep));
3124 }
3125
3126 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3127
3128 static int __init failslab_debugfs(void)
3129 {
3130         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
3131         struct dentry *dir;
3132         int err;
3133
3134         err = init_fault_attr_dentries(&failslab.attr, "failslab");
3135         if (err)
3136                 return err;
3137         dir = failslab.attr.dentries.dir;
3138
3139         failslab.ignore_gfp_wait_file =
3140                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
3141                                       &failslab.ignore_gfp_wait);
3142
3143         if (!failslab.ignore_gfp_wait_file) {
3144                 err = -ENOMEM;
3145                 debugfs_remove(failslab.ignore_gfp_wait_file);
3146                 cleanup_fault_attr_dentries(&failslab.attr);
3147         }
3148
3149         return err;
3150 }
3151
3152 late_initcall(failslab_debugfs);
3153
3154 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
3155
3156 #else /* CONFIG_FAILSLAB */
3157
3158 static inline int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3159 {
3160         return 0;
3161 }
3162
3163 #endif /* CONFIG_FAILSLAB */
3164
3165 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3166 {
3167         void *objp;
3168         struct array_cache *ac;
3169
3170         check_irq_off();
3171
3172         ac = cpu_cache_get(cachep);
3173         if (likely(ac->avail)) {
3174                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3175                 ac->touched = 1;
3176                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3177         } else {
3178                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3179                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3180         }
3181         return objp;
3182 }
3183
3184 #ifdef CONFIG_NUMA
3185 /*
3186  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3187  *
3188  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3189  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3190  */
3191 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3192 {
3193         int nid_alloc, nid_here;
3194
3195         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3196                 return NULL;
3197         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3198         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3199                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3200         else if (current->mempolicy)
3201                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3202         if (nid_alloc != nid_here)
3203                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3204         return NULL;
3205 }
3206
3207 /*
3208  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3209  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3210  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3211  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3212  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3213  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3214  */
3215 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3216 {
3217         struct zonelist *zonelist;
3218         gfp_t local_flags;
3219         struct zone **z;
3220         void *obj = NULL;
3221         int nid;
3222
3223         if (flags & __GFP_THISNODE)
3224                 return NULL;
3225
3226         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3227                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
3228         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
3229
3230 retry:
3231         /*
3232          * Look through allowed nodes for objects available
3233          * from existing per node queues.
3234          */
3235         for (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++) {
3236                 nid = zone_to_nid(*z);
3237
3238                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
3239                         cache->nodelists[nid] &&
3240                         cache->nodelists[nid]->free_objects)
3241                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3242                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3243         }
3244
3245         if (!obj) {
3246                 /*
3247                  * This allocation will be performed within the constraints
3248                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3249                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3250                  * set and go into memory reserves if necessary.
3251                  */
3252                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3253                         local_irq_enable();
3254                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3255                 obj = kmem_getpages(cache, flags, -1);
3256                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3257                         local_irq_disable();
3258                 if (obj) {
3259                         /*
3260                          * Insert into the appropriate per node queues
3261                          */
3262                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3263                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3264                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3265                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3266                                 if (!obj)
3267                                         /*
3268                                          * Another processor may allocate the
3269                                          * objects in the slab since we are
3270                                          * not holding any locks.
3271                                          */
3272                                         goto retry;
3273                         } else {
3274                                 /* cache_grow already freed obj */
3275                                 obj = NULL;
3276                         }
3277                 }
3278         }
3279         return obj;
3280 }
3281
3282 /*
3283  * A interface to enable slab creation on nodeid
3284  */
3285 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3286                                 int nodeid)
3287 {
3288         struct list_head *entry;
3289         struct slab *slabp;
3290         struct kmem_list3 *l3;
3291         void *obj;
3292         int x;
3293
3294         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3295         BUG_ON(!l3);
3296
3297 retry:
3298         check_irq_off();
3299         spin_lock(&l3->list_lock);
3300         entry = l3->slabs_partial.next;
3301         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3302                 l3->free_touched = 1;
3303                 entry = l3->slabs_free.next;
3304                 if (entry == &l3->slabs_free)
3305                         goto must_grow;
3306         }
3307
3308         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3309         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3310         check_slabp(cachep, slabp);
3311
3312         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3313         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3314         STATS_SET_HIGH(cachep);
3315
3316         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3317
3318         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3319         check_slabp(cachep, slabp);
3320         l3->free_objects--;
3321         /* move slabp to correct slabp list: */
3322         list_del(&slabp->list);
3323
3324         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3325                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3326         else
3327                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3328
3329         spin_unlock(&l3->list_lock);
3330         goto done;
3331
3332 must_grow:
3333         spin_unlock(&l3->list_lock);
3334         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3335         if (x)
3336                 goto retry;
3337
3338         return fallback_alloc(cachep, flags);
3339
3340 done:
3341         return obj;
3342 }
3343
3344 /**
3345  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3346  * @cachep: The cache to allocate from.
3347  * @flags: See kmalloc().
3348  * @nodeid: node number of the target node.
3349  * @caller: return address of caller, used for debug information
3350  *
3351  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3352  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3353  *
3354  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3355  */
3356 static __always_inline void *
3357 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3358                    void *caller)
3359 {
3360         unsigned long save_flags;
3361         void *ptr;
3362
3363         if (should_failslab(cachep, flags))
3364                 return NULL;
3365
3366         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3367         local_irq_save(save_flags);
3368
3369         if (unlikely(nodeid == -1))
3370                 nodeid = numa_node_id();
3371
3372         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3373                 /* Node not bootstrapped yet */
3374                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3375                 goto out;
3376         }
3377
3378         if (nodeid == numa_node_id()) {
3379                 /*
3380                  * Use the locally cached objects if possible.
3381                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3382                  * to other nodes. It may fail while we still have
3383                  * objects on other nodes available.
3384                  */
3385                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3386                 if (ptr)
3387                         goto out;
3388         }
3389         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3390         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3391   out:
3392         local_irq_restore(save_flags);
3393         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3394
3395         return ptr;
3396 }
3397
3398 static __always_inline void *
3399 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3400 {
3401         void *objp;
3402
3403         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3404                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3405                 if (objp)
3406                         goto out;
3407         }
3408         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3409
3410         /*
3411          * We may just have run out of memory on the local node.
3412          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3413          */
3414         if (!objp)
3415                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3416
3417   out:
3418         return objp;
3419 }
3420 #else
3421
3422 static __always_inline void *
3423 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3424 {
3425         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3426 }
3427
3428 #endif /* CONFIG_NUMA */
3429
3430 static __always_inline void *
3431 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3432 {
3433         unsigned long save_flags;
3434         void *objp;
3435
3436         if (should_failslab(cachep, flags))
3437                 return NULL;
3438
3439         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3440         local_irq_save(save_flags);
3441         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3442         local_irq_restore(save_flags);
3443         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3444         prefetchw(objp);
3445
3446         return objp;
3447 }
3448
3449 /*
3450  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3451  */
3452 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3453                        int node)
3454 {
3455         int i;
3456         struct kmem_list3 *l3;
3457
3458         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3459                 void *objp = objpp[i];
3460                 struct slab *slabp;
3461
3462                 slabp = virt_to_slab(objp);
3463                 l3 = cachep->nodelists[node];
3464                 list_del(&slabp->list);
3465                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3466                 check_slabp(cachep, slabp);
3467                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3468                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3469                 l3->free_objects++;
3470                 check_slabp(cachep, slabp);
3471
3472                 /* fixup slab chains */
3473                 if (slabp->inuse == 0) {
3474                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3475                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3476                                 /* No need to drop any previously held
3477                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3478                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3479                                  * a different cache, refer to comments before
3480                                  * alloc_slabmgmt.
3481                                  */
3482                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3483                         } else {
3484                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3485                         }
3486                 } else {
3487                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3488                          * partial list on free - maximum time for the
3489                          * other objects to be freed, too.
3490                          */
3491                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3492                 }
3493         }
3494 }
3495
3496 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3497 {
3498         int batchcount;
3499         struct kmem_list3 *l3;
3500         int node = numa_node_id();
3501
3502         batchcount = ac->batchcount;
3503 #if DEBUG
3504         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3505 #endif
3506         check_irq_off();
3507         l3 = cachep->nodelists[node];
3508         spin_lock(&l3->list_lock);
3509         if (l3->shared) {
3510                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3511                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3512                 if (max) {
3513                         if (batchcount > max)
3514                                 batchcount = max;
3515                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3516                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3517                         shared_array->avail += batchcount;
3518                         goto free_done;
3519                 }
3520         }
3521
3522         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3523 free_done:
3524 #if STATS
3525         {
3526                 int i = 0;
3527                 struct list_head *p;
3528
3529                 p = l3->slabs_free.next;
3530                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3531                         struct slab *slabp;
3532
3533                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3534                         BUG_ON(slabp->inuse);
3535
3536                         i++;
3537                         p = p->next;
3538                 }
3539                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3540         }
3541 #endif
3542         spin_unlock(&l3->list_lock);
3543         ac->avail -= batchcount;
3544         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3545 }
3546
3547 /*
3548  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3549  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3550  */
3551 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3552 {
3553         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3554
3555         check_irq_off();
3556         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3557
3558         if (use_alien_caches && cache_free_alien(cachep, objp))
3559                 return;
3560
3561         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3562                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3563                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3564                 return;
3565         } else {
3566                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3567                 cache_flusharray(cachep, ac);
3568                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3569         }
3570 }
3571
3572 /**
3573  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3574  * @cachep: The cache to allocate from.
3575  * @flags: See kmalloc().
3576  *
3577  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3578  * if the cache has no available objects.
3579  */
3580 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3581 {
3582         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3583 }
3584 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3585
3586 /**
3587  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3588  * @cache: The cache to allocate from.
3589  * @flags: See kmalloc().
3590  *
3591  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3592  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3593  */
3594 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3595 {
3596         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3597         if (ret)
3598                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3599         return ret;
3600 }
3601 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3602
3603 /**
3604  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3605  *      be a slab entry.
3606  * @cachep: the cache we're checking against
3607  * @ptr: pointer to validate
3608  *
3609  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3610  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3611  * part of the slab cache in question, but it at least
3612  * validates that the pointer can be dereferenced and
3613  * looks half-way sane.
3614  *
3615  * Currently only used for dentry validation.
3616  */
3617 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3618 {
3619         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3620         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3621         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3622         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3623         struct page *page;
3624
3625         if (unlikely(addr < min_addr))
3626                 goto out;
3627         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3628                 goto out;
3629         if (unlikely(addr & align_mask))
3630                 goto out;
3631         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3632                 goto out;
3633         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3634                 goto out;
3635         page = virt_to_page(ptr);
3636         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3637                 goto out;
3638         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3639                 goto out;
3640         return 1;
3641 out:
3642         return 0;
3643 }
3644
3645 #ifdef CONFIG_NUMA
3646 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3647 {
3648         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3649                         __builtin_return_address(0));
3650 }
3651 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3652
3653 static __always_inline void *
3654 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3655 {
3656         struct kmem_cache *cachep;
3657
3658         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3659         if (unlikely(cachep == NULL))
3660                 return NULL;
3661         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3662 }
3663
3664 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3665 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3666 {
3667         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3668                         __builtin_return_address(0));
3669 }
3670 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3671
3672 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3673                 int node, void *caller)
3674 {
3675         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3676 }
3677 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3678 #else
3679 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3680 {
3681         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3682 }
3683 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3684 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3685 #endif /* CONFIG_NUMA */
3686
3687 /**
3688  * __do_kmalloc - allocate memory
3689  * @size: how many bytes of memory are required.
3690  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3691  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3692  */
3693 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3694                                           void *caller)
3695 {
3696         struct kmem_cache *cachep;
3697
3698         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3699          * __ with kmem_.
3700          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3701          * functions.
3702          */
3703         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3704         if (unlikely(cachep == NULL))
3705                 return NULL;
3706         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3707 }
3708
3709
3710 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3711 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3712 {
3713         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3714 }
3715 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3716
3717 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3718 {
3719         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3720 }
3721 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3722
3723 #else
3724 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3725 {
3726         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3727 }
3728 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3729 #endif
3730
3731 /**
3732  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
3733  * @p: object to reallocate memory for.
3734  * @new_size: how many bytes of memory are required.
3735  * @flags: the type of memory to allocate.
3736  *
3737  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
3738  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
3739  * behaves exactly like kmalloc().  If @size is 0 and @p is not a
3740  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
3741  */
3742 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
3743 {
3744         struct kmem_cache *cache, *new_cache;
3745         void *ret;
3746
3747         if (unlikely(!p))
3748                 return kmalloc_track_caller(new_size, flags);
3749
3750         if (unlikely(!new_size)) {
3751                 kfree(p);
3752                 return NULL;
3753         }
3754
3755         cache = virt_to_cache(p);
3756         new_cache = __find_general_cachep(new_size, flags);
3757
3758         /*
3759          * If new size fits in the current cache, bail out.
3760          */
3761         if (likely(cache == new_cache))
3762                 return (void *)p;
3763
3764         /*
3765          * We are on the slow-path here so do not use __cache_alloc
3766          * because it bloats kernel text.
3767          */
3768         ret = kmalloc_track_caller(new_size, flags);
3769         if (ret) {
3770                 memcpy(ret, p, min(new_size, ksize(p)));
3771                 kfree(p);
3772         }
3773         return ret;
3774 }
3775 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
3776
3777 /**
3778  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3779  * @cachep: The cache the allocation was from.
3780  * @objp: The previously allocated object.
3781  *
3782  * Free an object which was previously allocated from this
3783  * cache.
3784  */
3785 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3786 {
3787         unsigned long flags;
3788
3789         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3790
3791         local_irq_save(flags);
3792         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3793         __cache_free(cachep, objp);
3794         local_irq_restore(flags);
3795 }
3796 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3797
3798 /**
3799  * kfree - free previously allocated memory
3800  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3801  *
3802  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3803  *
3804  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3805  * or you will run into trouble.
3806  */
3807 void kfree(const void *objp)
3808 {
3809         struct kmem_cache *c;
3810         unsigned long flags;
3811
3812         if (unlikely(!objp))
3813                 return;
3814         local_irq_save(flags);
3815         kfree_debugcheck(objp);
3816         c = virt_to_cache(objp);
3817         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3818         __cache_free(c, (void *)objp);
3819         local_irq_restore(flags);
3820 }
3821 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3822
3823 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3824 {
3825         return obj_size(cachep);
3826 }
3827 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3828
3829 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3830 {
3831         return cachep->name;
3832 }
3833 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3834
3835 /*
3836  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3837  */
3838 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3839 {
3840         int node;
3841         struct kmem_list3 *l3;
3842         struct array_cache *new_shared;
3843         struct array_cache **new_alien = NULL;
3844
3845         for_each_online_node(node) {
3846
3847                 if (use_alien_caches) {
3848                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3849                         if (!new_alien)
3850                                 goto fail;
3851                 }
3852
3853                 new_shared = NULL;
3854                 if (cachep->shared) {
3855                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3856                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3857                                         0xbaadf00d);
3858                         if (!new_shared) {
3859                                 free_alien_cache(new_alien);
3860                                 goto fail;
3861                         }
3862                 }
3863
3864                 l3 = cachep->nodelists[node];
3865                 if (l3) {
3866                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3867
3868                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3869
3870                         if (shared)
3871                                 free_block(cachep, shared->entry,
3872                                                 shared->avail, node);
3873
3874                         l3->shared = new_shared;
3875                         if (!l3->alien) {
3876                                 l3->alien = new_alien;
3877                                 new_alien = NULL;
3878                         }
3879                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3880                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3881                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3882                         kfree(shared);
3883                         free_alien_cache(new_alien);
3884                         continue;
3885                 }
3886                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3887                 if (!l3) {
3888                         free_alien_cache(new_alien);
3889                         kfree(new_shared);
3890                         goto fail;
3891                 }
3892
3893                 kmem_list3_init(l3);
3894                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3895                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3896                 l3->shared = new_shared;
3897                 l3->alien = new_alien;
3898                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3899                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3900                 cachep->nodelists[node] = l3;
3901         }
3902         return 0;
3903
3904 fail:
3905         if (!cachep->next.next) {
3906                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3907                 node--;
3908                 while (node >= 0) {
3909                         if (cachep->nodelists[node]) {
3910                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3911
3912                                 kfree(l3->shared);
3913                                 free_alien_cache(l3->alien);
3914                                 kfree(l3);
3915                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3916                         }
3917                         node--;
3918                 }
3919         }
3920         return -ENOMEM;
3921 }
3922
3923 struct ccupdate_struct {
3924         struct kmem_cache *cachep;
3925         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3926 };
3927
3928 static void do_ccupdate_local(void *info)
3929 {
3930         struct ccupdate_struct *new = info;
3931         struct array_cache *old;
3932
3933         check_irq_off();
3934         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3935
3936         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3937         new->new[smp_processor_id()] = old;
3938 }
3939
3940 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3941 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3942                                 int batchcount, int shared)
3943 {
3944         struct ccupdate_struct *new;
3945         int i;
3946
3947         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3948         if (!new)
3949                 return -ENOMEM;
3950
3951         for_each_online_cpu(i) {
3952                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3953                                                 batchcount);
3954                 if (!new->new[i]) {
3955                         for (i--; i >= 0; i--)
3956                                 kfree(new->new[i]);
3957                         kfree(new);
3958                         return -ENOMEM;
3959                 }
3960         }
3961         new->cachep = cachep;
3962
3963         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3964
3965         check_irq_on();
3966         cachep->batchcount = batchcount;
3967         cachep->limit = limit;
3968         cachep->shared = shared;
3969
3970         for_each_online_cpu(i) {
3971                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3972                 if (!ccold)
3973                         continue;
3974                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3975                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3976                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3977                 kfree(ccold);
3978         }
3979         kfree(new);
3980         return alloc_kmemlist(cachep);
3981 }
3982
3983 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3984 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3985 {
3986         int err;
3987         int limit, shared;
3988
3989         /*
3990          * The head array serves three purposes:
3991          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3992          * - reduce the number of spinlock operations.
3993          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3994          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3995          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3996          * Bonwick.
3997          */
3998         if (cachep->buffer_size > 131072)
3999                 limit = 1;
4000         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
4001                 limit = 8;
4002         else if (cachep->buffer_size > 1024)
4003                 limit = 24;
4004         else if (cachep->buffer_size > 256)
4005                 limit = 54;
4006         else
4007                 limit = 120;
4008
4009         /*
4010          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4011          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4012          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4013          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4014          * replaces Bonwick's magazine layer.
4015          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4016          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4017          */
4018         shared = 0;
4019         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4020                 shared = 8;
4021
4022 #if DEBUG
4023         /*
4024          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4025          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4026          */
4027         if (limit > 32)
4028                 limit = 32;
4029 #endif
4030         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
4031         if (err)
4032                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4033                        cachep->name, -err);
4034         return err;
4035 }
4036
4037 /*
4038  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4039  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4040  * if drain_array() is used on the shared array.
4041  */
4042 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4043                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4044 {
4045         int tofree;
4046
4047         if (!ac || !ac->avail)
4048                 return;
4049         if (ac->touched && !force) {
4050                 ac->touched = 0;
4051         } else {
4052                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4053                 if (ac->avail) {
4054                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4055                         if (tofree > ac->avail)
4056                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4057                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4058                         ac->avail -= tofree;
4059                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4060                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4061                 }
4062                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4063         }
4064 }
4065
4066 /**
4067  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4068  * @w: work descriptor
4069  *
4070  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4071  * Purpose:
4072  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4073  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4074  *
4075  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4076  * again on the next iteration.
4077  */
4078 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4079 {
4080         struct kmem_cache *searchp;
4081         struct kmem_list3 *l3;
4082         int node = numa_node_id();
4083         struct delayed_work *work =
4084                 container_of(w, struct delayed_work, work);
4085
4086         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4087                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4088                 goto out;
4089
4090         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4091                 check_irq_on();
4092
4093                 /*
4094                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4095                  * have established with reasonable certainty that
4096                  * we can do some work if the lock was obtained.
4097                  */
4098                 l3 = searchp->nodelists[node];
4099
4100                 reap_alien(searchp, l3);
4101
4102                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4103
4104                 /*
4105                  * These are racy checks but it does not matter
4106                  * if we skip one check or scan twice.
4107                  */
4108                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4109                         goto next;
4110
4111                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4112
4113                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4114
4115                 if (l3->free_touched)
4116                         l3->free_touched = 0;
4117                 else {
4118                         int freed;
4119
4120                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4121                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4122                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4123                 }
4124 next:
4125                 cond_resched();
4126         }
4127         check_irq_on();
4128         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4129         next_reap_node();
4130 out:
4131         /* Set up the next iteration */
4132         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4133 }
4134
4135 #ifdef CONFIG_PROC_FS
4136
4137 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4138 {
4139         /*
4140          * Output format version, so at least we can change it
4141          * without _too_ many complaints.
4142          */
4143 #if STATS
4144         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4145 #else
4146         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4147 #endif
4148         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4149                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4150         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4151         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4152 #if STATS
4153         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4154                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4155         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4156 #endif
4157         seq_putc(m, '\n');
4158 }
4159
4160 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4161 {
4162         loff_t n = *pos;
4163         struct list_head *p;
4164
4165         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4166         if (!n)
4167                 print_slabinfo_header(m);
4168         p = cache_chain.next;
4169         while (n--) {
4170                 p = p->next;
4171                 if (p == &cache_chain)
4172                         return NULL;
4173         }
4174         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4175 }
4176
4177 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4178 {
4179         struct kmem_cache *cachep = p;
4180         ++*pos;
4181         return cachep->next.next == &cache_chain ?
4182                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
4183 }
4184
4185 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4186 {
4187         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4188 }
4189
4190 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4191 {
4192         struct kmem_cache *cachep = p;
4193         struct slab *slabp;
4194         unsigned long active_objs;
4195         unsigned long num_objs;
4196         unsigned long active_slabs = 0;
4197         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4198         const char *name;
4199         char *error = NULL;
4200         int node;
4201         struct kmem_list3 *l3;
4202
4203         active_objs = 0;
4204         num_slabs = 0;
4205         for_each_online_node(node) {
4206                 l3 = cachep->nodelists[node];
4207                 if (!l3)
4208                         continue;
4209
4210                 check_irq_on();
4211                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4212
4213                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4214                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4215                                 error = "slabs_full accounting error";
4216                         active_objs += cachep->num;
4217                         active_slabs++;
4218                 }
4219                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4220                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4221                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4222                         if (!slabp->inuse && !error)
4223                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4224                         active_objs += slabp->inuse;
4225                         active_slabs++;
4226                 }
4227                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4228                         if (slabp->inuse && !error)
4229                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4230                         num_slabs++;
4231                 }
4232                 free_objects += l3->free_objects;
4233                 if (l3->shared)
4234                         shared_avail += l3->shared->avail;
4235
4236                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4237         }
4238         num_slabs += active_slabs;
4239         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4240         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4241                 error = "free_objects accounting error";
4242
4243         name = cachep->name;
4244         if (error)
4245                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4246
4247         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4248                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4249                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4250         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4251                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4252         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4253                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4254 #if STATS
4255         {                       /* list3 stats */
4256                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4257                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4258                 unsigned long grown = cachep->grown;
4259                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4260                 unsigned long errors = cachep->errors;
4261                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4262                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4263                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4264                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4265
4266                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4267                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4268                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4269                                 node_frees, overflows);
4270         }
4271         /* cpu stats */
4272         {
4273                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4274                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4275                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4276                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4277
4278                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4279                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4280         }
4281 #endif
4282         seq_putc(m, '\n');
4283         return 0;
4284 }
4285
4286 /*
4287  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4288  *
4289  * Output layout:
4290  * cache-name
4291  * num-active-objs
4292  * total-objs
4293  * object size
4294  * num-active-slabs
4295  * total-slabs
4296  * num-pages-per-slab
4297  * + further values on SMP and with statistics enabled
4298  */
4299
4300 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4301         .start = s_start,
4302         .next = s_next,
4303         .stop = s_stop,
4304         .show = s_show,
4305 };
4306
4307 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4308 /**
4309  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4310  * @file: unused
4311  * @buffer: user buffer
4312  * @count: data length
4313  * @ppos: unused
4314  */
4315 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4316                        size_t count, loff_t *ppos)
4317 {
4318         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4319         int limit, batchcount, shared, res;
4320         struct kmem_cache *cachep;
4321
4322         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4323                 return -EINVAL;
4324         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4325                 return -EFAULT;
4326         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4327
4328         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4329         if (!tmp)
4330                 return -EINVAL;
4331         *tmp = '\0';
4332         tmp++;
4333         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4334                 return -EINVAL;
4335
4336         /* Find the cache in the chain of caches. */
4337         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4338         res = -EINVAL;
4339         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4340                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4341                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4342                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4343                                 res = 0;
4344                         } else {
4345                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4346                                                        batchcount, shared);
4347                         }
4348                         break;
4349                 }
4350         }
4351         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4352         if (res >= 0)
4353                 res = count;
4354         return res;
4355 }
4356
4357 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4358
4359 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4360 {
4361         loff_t n = *pos;
4362         struct list_head *p;
4363
4364         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4365         p = cache_chain.next;
4366         while (n--) {
4367                 p = p->next;
4368                 if (p == &cache_chain)
4369                         return NULL;
4370         }
4371         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4372 }
4373
4374 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4375 {
4376         unsigned long *p;
4377         int l;
4378         if (!v)
4379                 return 1;
4380         l = n[1];
4381         p = n + 2;
4382         while (l) {
4383                 int i = l/2;
4384                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4385                 if (*q == v) {
4386                         q[1]++;
4387                         return 1;
4388                 }
4389                 if (*q > v) {
4390                         l = i;
4391                 } else {
4392                         p = q + 2;
4393                         l -= i + 1;
4394                 }
4395         }
4396         if (++n[1] == n[0])
4397                 return 0;
4398         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4399         p[0] = v;
4400         p[1] = 1;
4401         return 1;
4402 }
4403
4404 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4405 {
4406         void *p;
4407         int i;
4408         if (n[0] == n[1])
4409                 return;
4410         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4411                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4412                         continue;
4413                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4414                         return;
4415         }
4416 }
4417
4418 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4419 {
4420 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4421         unsigned long offset, size;
4422         char modname[MODULE_NAME_LEN + 1], name[KSYM_NAME_LEN + 1];
4423
4424         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4425                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4426                 if (modname[0])
4427                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4428                 return;
4429         }
4430 #endif
4431         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4432 }
4433
4434 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4435 {
4436         struct kmem_cache *cachep = p;
4437         struct slab *slabp;
4438         struct kmem_list3 *l3;
4439         const char *name;
4440         unsigned long *n = m->private;
4441         int node;
4442         int i;
4443
4444         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4445                 return 0;
4446         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4447                 return 0;
4448
4449         /* OK, we can do it */
4450
4451         n[1] = 0;
4452
4453         for_each_online_node(node) {
4454                 l3 = cachep->nodelists[node];
4455                 if (!l3)
4456                         continue;
4457
4458                 check_irq_on();
4459                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4460
4461                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4462                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4463                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4464                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4465                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4466         }
4467         name = cachep->name;
4468         if (n[0] == n[1]) {
4469                 /* Increase the buffer size */
4470                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4471                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4472                 if (!m->private) {
4473                         /* Too bad, we are really out */
4474                         m->private = n;
4475                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4476                         return -ENOMEM;
4477                 }
4478                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4479                 kfree(n);
4480                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4481                 /* Now make sure this entry will be retried */
4482                 m->count = m->size;
4483                 return 0;
4484         }
4485         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4486                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4487                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4488                 seq_putc(m, '\n');
4489         }
4490
4491         return 0;
4492 }
4493
4494 const struct seq_operations slabstats_op = {
4495         .start = leaks_start,
4496         .next = s_next,
4497         .stop = s_stop,
4498         .show = leaks_show,
4499 };
4500 #endif
4501 #endif
4502
4503 /**
4504  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4505  * @objp: Pointer to the object
4506  *
4507  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4508  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4509  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4510  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4511  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4512  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4513  * must not be freed during the duration of the call.
4514  */
4515 size_t ksize(const void *objp)
4516 {
4517         if (unlikely(objp == NULL))
4518                 return 0;
4519
4520         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4521 }