Fedora kernel-2.6.17-1.2142_FC4 patched with stable patch-2.6.17.4-vs2.0.2-rc26.diff
[linux-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/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/nodemask.h>
107 #include        <linux/mempolicy.h>
108 #include        <linux/mutex.h>
109
110 #include        <asm/uaccess.h>
111 #include        <asm/cacheflush.h>
112 #include        <asm/tlbflush.h>
113 #include        <asm/page.h>
114
115 /*
116  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
117  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
118  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
119  *
120  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
121  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
122  *
123  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
124  */
125
126 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
127 #define DEBUG           1
128 #define STATS           1
129 #define FORCED_DEBUG    1
130 #else
131 #define DEBUG           0
132 #define STATS           0
133 #define FORCED_DEBUG    0
134 #endif
135
136 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
137 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
138
139 #ifndef cache_line_size
140 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
141 #endif
142
143 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
144 /*
145  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
146  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
147  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
148  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
149  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
150  * Note that this flag disables some debug features.
151  */
152 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
153 #endif
154
155 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
156 /*
157  * Enforce a minimum alignment for all caches.
158  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
159  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
160  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
161  * some debug features.
162  */
163 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
164 #endif
165
166 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
167 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
168 #endif
169
170 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
171 #if DEBUG
172 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
173                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
174                          SLAB_CACHE_DMA | \
175                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
176                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
177                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
178 #else
179 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
180                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
181                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
182                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
183 #endif
184
185 /*
186  * kmem_bufctl_t:
187  *
188  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
189  * linked offsets.
190  *
191  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
192  * slab an object belongs to.
193  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
194  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
195  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
196  * that does not use off-slab slabs.
197  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
198  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
199  * to have too many per slab.
200  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
201  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
202  */
203
204 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
205 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
206 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
207 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
208 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
209
210 /*
211  * struct slab
212  *
213  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
214  * for a slab, or allocated from an general cache.
215  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
216  */
217 struct slab {
218         struct list_head list;
219         unsigned long colouroff;
220         void *s_mem;            /* including colour offset */
221         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
222         kmem_bufctl_t free;
223         unsigned short nodeid;
224 };
225
226 /*
227  * struct slab_rcu
228  *
229  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
230  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
231  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
232  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
233  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
234  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
235  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
236  *
237  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
238  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
239  *
240  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
241  */
242 struct slab_rcu {
243         struct rcu_head head;
244         struct kmem_cache *cachep;
245         void *addr;
246 };
247
248 /*
249  * struct array_cache
250  *
251  * Purpose:
252  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
253  * - reduce the number of linked list operations
254  * - reduce spinlock operations
255  *
256  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
257  * footprint.
258  *
259  */
260 struct array_cache {
261         unsigned int avail;
262         unsigned int limit;
263         unsigned int batchcount;
264         unsigned int touched;
265         spinlock_t lock;
266         void *entry[0]; /*
267                          * Must have this definition in here for the proper
268                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
269                          * the entries.
270                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
271                          */
272 };
273
274 /*
275  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
276  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
277  */
278 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
279 struct arraycache_init {
280         struct array_cache cache;
281         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
282 };
283
284 /*
285  * The slab lists for all objects.
286  */
287 struct kmem_list3 {
288         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
289         struct list_head slabs_full;
290         struct list_head slabs_free;
291         unsigned long free_objects;
292         unsigned int free_limit;
293         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
294         spinlock_t list_lock;
295         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
296         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
297         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
298         int free_touched;               /* updated without locking */
299 };
300
301 /*
302  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
303  */
304 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
305 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
306 #define CACHE_CACHE 0
307 #define SIZE_AC 1
308 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
309
310 /*
311  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
312  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
313  */
314 static __always_inline int index_of(const size_t size)
315 {
316         extern void __bad_size(void);
317
318         if (__builtin_constant_p(size)) {
319                 int i = 0;
320
321 #define CACHE(x) \
322         if (size <=x) \
323                 return i; \
324         else \
325                 i++;
326 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
327 #undef CACHE
328                 __bad_size();
329         } else
330                 __bad_size();
331         return 0;
332 }
333
334 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
335 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
336
337 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
338 {
339         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
340         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
341         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
342         parent->shared = NULL;
343         parent->alien = NULL;
344         parent->colour_next = 0;
345         spin_lock_init(&parent->list_lock);
346         parent->free_objects = 0;
347         parent->free_touched = 0;
348 }
349
350 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
351         do {                                                            \
352                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
353                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
354         } while (0)
355
356 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
357         do {                                                            \
358         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
359         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
360         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
361         } while (0)
362
363 /*
364  * struct kmem_cache
365  *
366  * manages a cache.
367  */
368
369 struct kmem_cache {
370 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
371         struct array_cache *array[NR_CPUS];
372 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
373         unsigned int batchcount;
374         unsigned int limit;
375         unsigned int shared;
376
377         unsigned int buffer_size;
378 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
379         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
380
381         unsigned int flags;             /* constant flags */
382         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
383
384 /* 4) cache_grow/shrink */
385         /* order of pgs per slab (2^n) */
386         unsigned int gfporder;
387
388         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
389         gfp_t gfpflags;
390
391         size_t colour;                  /* cache colouring range */
392         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
393         struct kmem_cache *slabp_cache;
394         unsigned int slab_size;
395         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
396
397         /* constructor func */
398         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
399
400         /* de-constructor func */
401         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
402
403 /* 5) cache creation/removal */
404         const char *name;
405         struct list_head next;
406
407 /* 6) statistics */
408 #if STATS
409         unsigned long num_active;
410         unsigned long num_allocations;
411         unsigned long high_mark;
412         unsigned long grown;
413         unsigned long reaped;
414         unsigned long errors;
415         unsigned long max_freeable;
416         unsigned long node_allocs;
417         unsigned long node_frees;
418         unsigned long node_overflow;
419         atomic_t allochit;
420         atomic_t allocmiss;
421         atomic_t freehit;
422         atomic_t freemiss;
423 #endif
424 #if DEBUG
425         /*
426          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
427          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
428          * object size including these internal fields, the following two
429          * variables contain the offset to the user object and its size.
430          */
431         int obj_offset;
432         int obj_size;
433 #endif
434 };
435
436 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
437 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
438
439 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
440 /*
441  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
442  * cpucache drain/refill cycles.
443  *
444  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
445  * which could lock up otherwise freeable slabs.
446  */
447 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
448 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
449
450 #if STATS
451 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
452 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
453 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
454 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
455 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
456 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
457         do {                                                            \
458                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
459                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
460         } while (0)
461 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
462 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
463 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
464 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
465 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
466         do {                                                            \
467                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
468                         (x)->max_freeable = i;                          \
469         } while (0)
470 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
471 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
472 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
473 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
474 #else
475 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
476 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
477 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
478 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
479 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
480 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
481 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
482 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
483 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
484 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
485 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
486 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
487 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
488 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
489 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
490 #endif
491
492 #if DEBUG
493 /*
494  * Magic nums for obj red zoning.
495  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
496  */
497 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
498 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
499
500 /* ...and for poisoning */
501 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
502 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
503 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
504
505 /*
506  * memory layout of objects:
507  * 0            : objp
508  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
509  *              the end of an object is aligned with the end of the real
510  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
511  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
512  *              redzone word.
513  * cachep->obj_offset: The real object.
514  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
515  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
516  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
517  */
518 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
519 {
520         return cachep->obj_offset;
521 }
522
523 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
524 {
525         return cachep->obj_size;
526 }
527
528 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
529 {
530         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
531         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
532 }
533
534 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
535 {
536         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
537         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
538                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
539                                          2 * BYTES_PER_WORD);
540         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
541 }
542
543 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
544 {
545         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
546         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
547 }
548
549 #else
550
551 #define obj_offset(x)                   0
552 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
553 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
554 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
555 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
556
557 #endif
558
559 /*
560  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
561  * order.
562  */
563 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
564 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
565 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
566 #elif defined(CONFIG_MMU)
567 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
568 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
569 #else
570 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
571 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
572 #endif
573
574 /*
575  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
576  */
577 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
578 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
579 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
580
581 /*
582  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
583  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
584  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
585  */
586 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
587 {
588         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
589 }
590
591 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
592 {
593         if (unlikely(PageCompound(page)))
594                 page = (struct page *)page_private(page);
595         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
596 }
597
598 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
599 {
600         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
601 }
602
603 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
604 {
605         if (unlikely(PageCompound(page)))
606                 page = (struct page *)page_private(page);
607         return (struct slab *)page->lru.prev;
608 }
609
610 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
611 {
612         struct page *page = virt_to_page(obj);
613         return page_get_cache(page);
614 }
615
616 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
617 {
618         struct page *page = virt_to_page(obj);
619         return page_get_slab(page);
620 }
621
622 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
623                                  unsigned int idx)
624 {
625         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
626 }
627
628 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
629                                         struct slab *slab, void *obj)
630 {
631         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
632 }
633
634 /*
635  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
636  */
637 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
638 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
639 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
640         CACHE(ULONG_MAX)
641 #undef CACHE
642 };
643 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
644
645 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
646 struct cache_names {
647         char *name;
648         char *name_dma;
649 };
650
651 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
652 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
653 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
654         {NULL,}
655 #undef CACHE
656 };
657
658 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
659     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
660 static struct arraycache_init initarray_generic =
661     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
662
663 /* internal cache of cache description objs */
664 static struct kmem_cache cache_cache = {
665         .batchcount = 1,
666         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
667         .shared = 1,
668         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
669         .name = "kmem_cache",
670 #if DEBUG
671         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
672 #endif
673 };
674
675 /* Guard access to the cache-chain. */
676 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
677 static struct list_head cache_chain;
678
679 /*
680  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many slab-allocated pages
681  * are possibly freeable under pressure
682  *
683  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
684  */
685 atomic_t slab_reclaim_pages;
686
687 /*
688  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
689  * until the general caches are up.
690  */
691 static enum {
692         NONE,
693         PARTIAL_AC,
694         PARTIAL_L3,
695         FULL
696 } g_cpucache_up;
697
698 /*
699  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
700  */
701 int slab_is_available(void)
702 {
703         return g_cpucache_up == FULL;
704 }
705
706 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
707
708 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
709                         int node);
710 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
711 static void cache_reap(void *unused);
712 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node);
713
714 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
715 {
716         return cachep->array[smp_processor_id()];
717 }
718
719 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
720                                                         gfp_t gfpflags)
721 {
722         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
723
724 #if DEBUG
725         /* This happens if someone tries to call
726          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
727          * the generic caches are initialized.
728          */
729         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
730 #endif
731         while (size > csizep->cs_size)
732                 csizep++;
733
734         /*
735          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
736          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
737          * for large kmalloc calls required.
738          */
739         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
740                 return csizep->cs_dmacachep;
741         return csizep->cs_cachep;
742 }
743
744 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
745 {
746         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
747 }
748 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
749
750 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
751 {
752         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
753 }
754
755 /*
756  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
757  */
758 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
759                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
760                            unsigned int *num)
761 {
762         int nr_objs;
763         size_t mgmt_size;
764         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
765
766         /*
767          * The slab management structure can be either off the slab or
768          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
769          * slab is used for:
770          *
771          * - The struct slab
772          * - One kmem_bufctl_t for each object
773          * - Padding to respect alignment of @align
774          * - @buffer_size bytes for each object
775          *
776          * If the slab management structure is off the slab, then the
777          * alignment will already be calculated into the size. Because
778          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
779          * correct alignment when allocated.
780          */
781         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
782                 mgmt_size = 0;
783                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
784
785                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
786                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
787         } else {
788                 /*
789                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
790                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
791                  * least @align. In the worst case, this result will
792                  * be one greater than the number of objects that fit
793                  * into the memory allocation when taking the padding
794                  * into account.
795                  */
796                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
797                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
798
799                 /*
800                  * This calculated number will be either the right
801                  * amount, or one greater than what we want.
802                  */
803                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
804                        > slab_size)
805                         nr_objs--;
806
807                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
808                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
809
810                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
811         }
812         *num = nr_objs;
813         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
814 }
815
816 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
817
818 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
819                         char *msg)
820 {
821         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
822                function, cachep->name, msg);
823         dump_stack();
824 }
825
826 #ifdef CONFIG_NUMA
827 /*
828  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
829  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
830  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
831  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
832  */
833 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
834
835 static void init_reap_node(int cpu)
836 {
837         int node;
838
839         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
840         if (node == MAX_NUMNODES)
841                 node = first_node(node_online_map);
842
843         __get_cpu_var(reap_node) = node;
844 }
845
846 static void next_reap_node(void)
847 {
848         int node = __get_cpu_var(reap_node);
849
850         /*
851          * Also drain per cpu pages on remote zones
852          */
853         if (node != numa_node_id())
854                 drain_node_pages(node);
855
856         node = next_node(node, node_online_map);
857         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
858                 node = first_node(node_online_map);
859         __get_cpu_var(reap_node) = node;
860 }
861
862 #else
863 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
864 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
865 #endif
866
867 /*
868  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
869  * via the workqueue/eventd.
870  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
871  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
872  * lock.
873  */
874 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
875 {
876         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
877
878         /*
879          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
880          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
881          * at that time.
882          */
883         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
884                 init_reap_node(cpu);
885                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
886                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
887         }
888 }
889
890 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
891                                             int batchcount)
892 {
893         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
894         struct array_cache *nc = NULL;
895
896         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
897         if (nc) {
898                 nc->avail = 0;
899                 nc->limit = entries;
900                 nc->batchcount = batchcount;
901                 nc->touched = 0;
902                 spin_lock_init(&nc->lock);
903         }
904         return nc;
905 }
906
907 /*
908  * Transfer objects in one arraycache to another.
909  * Locking must be handled by the caller.
910  *
911  * Return the number of entries transferred.
912  */
913 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
914                 struct array_cache *from, unsigned int max)
915 {
916         /* Figure out how many entries to transfer */
917         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
918
919         if (!nr)
920                 return 0;
921
922         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
923                         sizeof(void *) *nr);
924
925         from->avail -= nr;
926         to->avail += nr;
927         to->touched = 1;
928         return nr;
929 }
930
931 #ifdef CONFIG_NUMA
932 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
933 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
934
935 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
936 {
937         struct array_cache **ac_ptr;
938         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
939         int i;
940
941         if (limit > 1)
942                 limit = 12;
943         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
944         if (ac_ptr) {
945                 for_each_node(i) {
946                         if (i == node || !node_online(i)) {
947                                 ac_ptr[i] = NULL;
948                                 continue;
949                         }
950                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
951                         if (!ac_ptr[i]) {
952                                 for (i--; i <= 0; i--)
953                                         kfree(ac_ptr[i]);
954                                 kfree(ac_ptr);
955                                 return NULL;
956                         }
957                 }
958         }
959         return ac_ptr;
960 }
961
962 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
963 {
964         int i;
965
966         if (!ac_ptr)
967                 return;
968         for_each_node(i)
969             kfree(ac_ptr[i]);
970         kfree(ac_ptr);
971 }
972
973 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
974                                 struct array_cache *ac, int node)
975 {
976         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
977
978         if (ac->avail) {
979                 spin_lock(&rl3->list_lock);
980                 /*
981                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
982                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
983                  * into the free lists and getting them back later.
984                  */
985                 if (rl3->shared)
986                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
987
988                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
989                 ac->avail = 0;
990                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
991         }
992 }
993
994 /*
995  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
996  */
997 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
998 {
999         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1000
1001         if (l3->alien) {
1002                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1003
1004                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1005                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1006                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1007                 }
1008         }
1009 }
1010
1011 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1012                                 struct array_cache **alien)
1013 {
1014         int i = 0;
1015         struct array_cache *ac;
1016         unsigned long flags;
1017
1018         for_each_online_node(i) {
1019                 ac = alien[i];
1020                 if (ac) {
1021                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1022                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1023                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1024                 }
1025         }
1026 }
1027 #else
1028
1029 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1030 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1031
1032 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1033 {
1034         return (struct array_cache **) 0x01020304ul;
1035 }
1036
1037 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1038 {
1039 }
1040
1041 #endif
1042
1043 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1044                                     unsigned long action, void *hcpu)
1045 {
1046         long cpu = (long)hcpu;
1047         struct kmem_cache *cachep;
1048         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1049         int node = cpu_to_node(cpu);
1050         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1051
1052         switch (action) {
1053         case CPU_UP_PREPARE:
1054                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1055                 /*
1056                  * We need to do this right in the beginning since
1057                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1058                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1059                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1060                  */
1061
1062                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1063                         /*
1064                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1065                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1066                          * node has not already allocated this
1067                          */
1068                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1069                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1070                                 if (!l3)
1071                                         goto bad;
1072                                 kmem_list3_init(l3);
1073                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1074                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1075
1076                                 /*
1077                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1078                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1079                                  * protection here.
1080                                  */
1081                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1082                         }
1083
1084                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1085                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1086                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1087                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1088                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1089                 }
1090
1091                 /*
1092                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1093                  * array caches
1094                  */
1095                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1096                         struct array_cache *nc;
1097                         struct array_cache *shared;
1098                         struct array_cache **alien;
1099
1100                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1101                                                 cachep->batchcount);
1102                         if (!nc)
1103                                 goto bad;
1104                         shared = alloc_arraycache(node,
1105                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1106                                         0xbaadf00d);
1107                         if (!shared)
1108                                 goto bad;
1109
1110                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1111                         if (!alien)
1112                                 goto bad;
1113                         cachep->array[cpu] = nc;
1114                         l3 = cachep->nodelists[node];
1115                         BUG_ON(!l3);
1116
1117                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1118                         if (!l3->shared) {
1119                                 /*
1120                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1121                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1122                                  */
1123                                 l3->shared = shared;
1124                                 shared = NULL;
1125                         }
1126 #ifdef CONFIG_NUMA
1127                         if (!l3->alien) {
1128                                 l3->alien = alien;
1129                                 alien = NULL;
1130                         }
1131 #endif
1132                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1133                         kfree(shared);
1134                         free_alien_cache(alien);
1135                 }
1136                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1137                 break;
1138         case CPU_ONLINE:
1139                 start_cpu_timer(cpu);
1140                 break;
1141 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1142         case CPU_DEAD:
1143                 /*
1144                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1145                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1146                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1147                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1148                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1149                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1150                  */
1151                 /* fall thru */
1152         case CPU_UP_CANCELED:
1153                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1154                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1155                         struct array_cache *nc;
1156                         struct array_cache *shared;
1157                         struct array_cache **alien;
1158                         cpumask_t mask;
1159
1160                         mask = node_to_cpumask(node);
1161                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1162                         nc = cachep->array[cpu];
1163                         cachep->array[cpu] = NULL;
1164                         l3 = cachep->nodelists[node];
1165
1166                         if (!l3)
1167                                 goto free_array_cache;
1168
1169                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1170
1171                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1172                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1173                         if (nc)
1174                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1175
1176                         if (!cpus_empty(mask)) {
1177                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1178                                 goto free_array_cache;
1179                         }
1180
1181                         shared = l3->shared;
1182                         if (shared) {
1183                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1184                                            l3->shared->avail, node);
1185                                 l3->shared = NULL;
1186                         }
1187
1188                         alien = l3->alien;
1189                         l3->alien = NULL;
1190
1191                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1192
1193                         kfree(shared);
1194                         if (alien) {
1195                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1196                                 free_alien_cache(alien);
1197                         }
1198 free_array_cache:
1199                         kfree(nc);
1200                 }
1201                 /*
1202                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1203                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1204                  * shrink each nodelist to its limit.
1205                  */
1206                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1207                         l3 = cachep->nodelists[node];
1208                         if (!l3)
1209                                 continue;
1210                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1211                         /* free slabs belonging to this node */
1212                         __node_shrink(cachep, node);
1213                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1214                 }
1215                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1216                 break;
1217 #endif
1218         }
1219         return NOTIFY_OK;
1220 bad:
1221         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1222         return NOTIFY_BAD;
1223 }
1224
1225 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
1226
1227 /*
1228  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1229  */
1230 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1231                         int nodeid)
1232 {
1233         struct kmem_list3 *ptr;
1234
1235         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1236         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1237         BUG_ON(!ptr);
1238
1239         local_irq_disable();
1240         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1241         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1242         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1243         local_irq_enable();
1244 }
1245
1246 /*
1247  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1248  * before smp_init().
1249  */
1250 void __init kmem_cache_init(void)
1251 {
1252         size_t left_over;
1253         struct cache_sizes *sizes;
1254         struct cache_names *names;
1255         int i;
1256         int order;
1257
1258         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1259                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1260                 if (i < MAX_NUMNODES)
1261                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1262         }
1263
1264         /*
1265          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1266          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1267          */
1268         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1269                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1270
1271         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1272          * from caches that do not exist yet:
1273          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1274          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1275          *    cache_cache is statically allocated.
1276          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1277          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1278          *    array at the end of the bootstrap.
1279          * 2) Create the first kmalloc cache.
1280          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1281          *    An __init data area is used for the head array.
1282          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1283          *    head arrays.
1284          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1285          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1286          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1287          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1288          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1289          */
1290
1291         /* 1) create the cache_cache */
1292         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1293         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1294         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1295         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1296         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1297
1298         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1299                                         cache_line_size());
1300
1301         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1302                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1303                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1304                 if (cache_cache.num)
1305                         break;
1306         }
1307         BUG_ON(!cache_cache.num);
1308         cache_cache.gfporder = order;
1309         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1310         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1311                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1312
1313         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1314         sizes = malloc_sizes;
1315         names = cache_names;
1316
1317         /*
1318          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1319          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1320          * bug.
1321          */
1322
1323         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1324                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1325                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1326                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1327                                         NULL, NULL);
1328
1329         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1330                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1331                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1332                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1333                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1334                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1335                                 NULL, NULL);
1336         }
1337
1338         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1339                 /*
1340                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1341                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1342                  * eliminates "false sharing".
1343                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1344                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1345                  */
1346                 if (!sizes->cs_cachep) {
1347                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1348                                         sizes->cs_size,
1349                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1350                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1351                                         NULL, NULL);
1352                 }
1353
1354                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1355                                         sizes->cs_size,
1356                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1357                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1358                                                 SLAB_PANIC,
1359                                         NULL, NULL);
1360                 sizes++;
1361                 names++;
1362         }
1363         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1364         {
1365                 void *ptr;
1366
1367                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1368
1369                 local_irq_disable();
1370                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1371                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1372                        sizeof(struct arraycache_init));
1373                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1374                 local_irq_enable();
1375
1376                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1377
1378                 local_irq_disable();
1379                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1380                        != &initarray_generic.cache);
1381                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1382                        sizeof(struct arraycache_init));
1383                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1384                     ptr;
1385                 local_irq_enable();
1386         }
1387         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1388         {
1389                 int node;
1390                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1391                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1392                           numa_node_id());
1393
1394                 for_each_online_node(node) {
1395                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1396                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1397
1398                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1399                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1400                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1401                                           node);
1402                         }
1403                 }
1404         }
1405
1406         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1407         {
1408                 struct kmem_cache *cachep;
1409                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1410                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1411                         enable_cpucache(cachep);
1412                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1413         }
1414
1415         /* Done! */
1416         g_cpucache_up = FULL;
1417
1418         /*
1419          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1420          * cpu_cache_get for all new cpus
1421          */
1422         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1423
1424         /*
1425          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1426          * of the kernel is not yet operational.
1427          */
1428 }
1429
1430 static int __init cpucache_init(void)
1431 {
1432         int cpu;
1433
1434         /*
1435          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1436          */
1437         for_each_online_cpu(cpu)
1438                 start_cpu_timer(cpu);
1439         return 0;
1440 }
1441 __initcall(cpucache_init);
1442
1443 /*
1444  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1445  *
1446  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1447  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1448  * would be relatively rare and ignorable.
1449  */
1450 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1451 {
1452         struct page *page;
1453         void *addr;
1454         int i;
1455
1456         flags |= cachep->gfpflags;
1457 #ifndef CONFIG_MMU
1458         /* nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, so
1459          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations"
1460          */
1461         page = alloc_pages_node(nodeid, (flags | __GFP_COMP), cachep->gfporder);
1462 #else
1463         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1464 #endif
1465         if (!page)
1466                 return NULL;
1467         addr = page_address(page);
1468
1469         i = (1 << cachep->gfporder);
1470         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1471                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
1472         add_page_state(nr_slab, i);
1473         while (i--) {
1474                 __SetPageSlab(page);
1475                 page++;
1476         }
1477         return addr;
1478 }
1479
1480 /*
1481  * Interface to system's page release.
1482  */
1483 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1484 {
1485         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1486         struct page *page = virt_to_page(addr);
1487         const unsigned long nr_freed = i;
1488
1489         while (i--) {
1490                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1491                 __ClearPageSlab(page);
1492                 page++;
1493         }
1494         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1495         if (current->reclaim_state)
1496                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1497         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1498         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1499                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1500 }
1501
1502 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1503 {
1504         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1505         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1506
1507         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1508         if (OFF_SLAB(cachep))
1509                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1510 }
1511
1512 #if DEBUG
1513
1514 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1515 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1516                             unsigned long caller)
1517 {
1518         int size = obj_size(cachep);
1519
1520         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1521
1522         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1523                 return;
1524
1525         *addr++ = 0x12345678;
1526         *addr++ = caller;
1527         *addr++ = smp_processor_id();
1528         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1529         {
1530                 unsigned long *sptr = &caller;
1531                 unsigned long svalue;
1532
1533                 while (!kstack_end(sptr)) {
1534                         svalue = *sptr++;
1535                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1536                                 *addr++ = svalue;
1537                                 size -= sizeof(unsigned long);
1538                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1539                                         break;
1540                         }
1541                 }
1542
1543         }
1544         *addr++ = 0x87654321;
1545 }
1546 #endif
1547
1548 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1549 {
1550         int size = obj_size(cachep);
1551         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1552
1553         memset(addr, val, size);
1554         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1555 }
1556
1557 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1558 {
1559         int i;
1560         unsigned char total=0, bad_count=0;
1561         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1562         for (i = 0; i < limit; i++) {
1563                 if (data[offset+i] != POISON_FREE) {
1564                         total += data[offset+i];
1565                         ++bad_count;
1566                 }
1567                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1568         }
1569         printk("\n");
1570         if (bad_count == 1) {
1571                 switch (total) {
1572                 case POISON_FREE ^ 0x01:
1573                 case POISON_FREE ^ 0x02:
1574                 case POISON_FREE ^ 0x04:
1575                 case POISON_FREE ^ 0x08:
1576                 case POISON_FREE ^ 0x10:
1577                 case POISON_FREE ^ 0x20:
1578                 case POISON_FREE ^ 0x40:
1579                 case POISON_FREE ^ 0x80:
1580                         printk (KERN_ERR "Single bit error detected. Possibly bad RAM.\n");
1581 #ifdef CONFIG_X86
1582                         printk (KERN_ERR "Run memtest86 or other memory test tool.\n");
1583 #endif
1584                         return;
1585                 }
1586         }
1587 }
1588 #endif
1589
1590 #if DEBUG
1591
1592 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1593 {
1594         int i, size;
1595         char *realobj;
1596
1597         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1598                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1599                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1600                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1601         }
1602
1603         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1604                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1605                         *dbg_userword(cachep, objp));
1606                 print_symbol("(%s)",
1607                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1608                 printk("\n");
1609         }
1610         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1611         size = obj_size(cachep);
1612         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1613                 int limit;
1614                 limit = 16;
1615                 if (i + limit > size)
1616                         limit = size - i;
1617                 dump_line(realobj, i, limit);
1618         }
1619 }
1620
1621 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1622 {
1623         char *realobj;
1624         int size, i;
1625         int lines = 0;
1626
1627         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1628         size = obj_size(cachep);
1629
1630         for (i = 0; i < size; i++) {
1631                 char exp = POISON_FREE;
1632                 if (i == size - 1)
1633                         exp = POISON_END;
1634                 if (realobj[i] != exp) {
1635                         int limit;
1636                         /* Mismatch ! */
1637                         /* Print header */
1638                         if (lines == 0) {
1639                                 printk(KERN_ERR
1640                                         "Slab corruption: (%s) start=%p, len=%d\n",
1641                                         print_tainted(), realobj, size);
1642                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1643                                 dump_stack();
1644                         }
1645                         /* Hexdump the affected line */
1646                         i = (i / 16) * 16;
1647                         limit = 16;
1648                         if (i + limit > size)
1649                                 limit = size - i;
1650                         dump_line(realobj, i, limit);
1651                         i += 16;
1652                         lines++;
1653                         /* Limit to 5 lines */
1654                         if (lines > 5)
1655                                 break;
1656                 }
1657         }
1658         if (lines != 0) {
1659                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1660                  * exist:
1661                  */
1662                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1663                 unsigned int objnr;
1664
1665                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1666                 if (objnr) {
1667                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1668                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1669                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1670                                realobj, size);
1671                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1672                 }
1673                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1674                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1675                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1676                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1677                                realobj, size);
1678                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1679                 }
1680         }
1681 }
1682 #endif
1683
1684 #if DEBUG
1685 /**
1686  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1687  * @cachep: cache pointer being destroyed
1688  * @slabp: slab pointer being destroyed
1689  *
1690  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1691  * destroyed.
1692  */
1693 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1694 {
1695         int i;
1696         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1697                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1698
1699                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1700 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1701                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1702                                         OFF_SLAB(cachep))
1703                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1704                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1705                         else
1706                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1707 #else
1708                         check_poison_obj(cachep, objp);
1709 #endif
1710                 }
1711                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1712                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1713                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1714                                            "was overwritten");
1715                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1716                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1717                                            "was overwritten");
1718                 }
1719                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1720                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1721         }
1722 }
1723 #else
1724 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1725 {
1726         if (cachep->dtor) {
1727                 int i;
1728                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1729                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1730                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1731                 }
1732         }
1733 }
1734 #endif
1735
1736 /**
1737  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1738  * @cachep: cache pointer being destroyed
1739  * @slabp: slab pointer being destroyed
1740  *
1741  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1742  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1743  * cache-lock is not held/needed.
1744  */
1745 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1746 {
1747         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1748
1749         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1750         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1751                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1752
1753                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1754                 slab_rcu->cachep = cachep;
1755                 slab_rcu->addr = addr;
1756                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1757         } else {
1758                 kmem_freepages(cachep, addr);
1759                 if (OFF_SLAB(cachep))
1760                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1761         }
1762 }
1763
1764 /*
1765  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1766  * size of kmem_list3.
1767  */
1768 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1769 {
1770         int node;
1771
1772         for_each_online_node(node) {
1773                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1774                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1775                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1776                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1777         }
1778 }
1779
1780 /**
1781  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1782  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1783  * @size: size of objects to be created in this cache.
1784  * @align: required alignment for the objects.
1785  * @flags: slab allocation flags
1786  *
1787  * Also calculates the number of objects per slab.
1788  *
1789  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1790  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1791  * towards high-order requests, this should be changed.
1792  */
1793 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1794                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1795 {
1796         unsigned long offslab_limit;
1797         size_t left_over = 0;
1798         int gfporder;
1799
1800         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1801                 unsigned int num;
1802                 size_t remainder;
1803
1804                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1805                 if (!num)
1806                         continue;
1807
1808                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1809                         /*
1810                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1811                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1812                          * looping condition in cache_grow().
1813                          */
1814                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1815                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1816
1817                         if (num > offslab_limit)
1818                                 break;
1819                 }
1820
1821                 /* Found something acceptable - save it away */
1822                 cachep->num = num;
1823                 cachep->gfporder = gfporder;
1824                 left_over = remainder;
1825
1826                 /*
1827                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1828                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1829                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1830                  */
1831                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1832                         break;
1833
1834                 /*
1835                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1836                  * currently bad for the gfp()s.
1837                  */
1838                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1839                         break;
1840
1841                 /*
1842                  * Acceptable internal fragmentation?
1843                  */
1844                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1845                         break;
1846         }
1847         return left_over;
1848 }
1849
1850 static void setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1851 {
1852         if (g_cpucache_up == FULL) {
1853                 enable_cpucache(cachep);
1854                 return;
1855         }
1856         if (g_cpucache_up == NONE) {
1857                 /*
1858                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
1859                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
1860                  * further caches will BUG().
1861                  */
1862                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1863
1864                 /*
1865                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
1866                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
1867                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
1868                  */
1869                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1870                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1871                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1872                 else
1873                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1874         } else {
1875                 cachep->array[smp_processor_id()] =
1876                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1877
1878                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1879                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1880                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1881                 } else {
1882                         int node;
1883                         for_each_online_node(node) {
1884                                 cachep->nodelists[node] =
1885                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1886                                                 GFP_KERNEL, node);
1887                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1888                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1889                         }
1890                 }
1891         }
1892         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1893                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1894                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1895
1896         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1897         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1898         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1899         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1900         cachep->batchcount = 1;
1901         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1902 }
1903
1904 /**
1905  * kmem_cache_create - Create a cache.
1906  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1907  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1908  * @align: The required alignment for the objects.
1909  * @flags: SLAB flags
1910  * @ctor: A constructor for the objects.
1911  * @dtor: A destructor for the objects.
1912  *
1913  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1914  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1915  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1916  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1917  *
1918  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1919  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
1920  *
1921  * The flags are
1922  *
1923  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1924  * to catch references to uninitialised memory.
1925  *
1926  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1927  * for buffer overruns.
1928  *
1929  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1930  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1931  * as davem.
1932  */
1933 struct kmem_cache *
1934 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1935         unsigned long flags,
1936         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1937         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1938 {
1939         size_t left_over, slab_size, ralign;
1940         struct kmem_cache *cachep = NULL;
1941         struct list_head *p;
1942
1943         /*
1944          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1945          */
1946         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
1947             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1948                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
1949                                 name);
1950                 BUG();
1951         }
1952
1953         /*
1954          * Prevent CPUs from coming and going.
1955          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
1956          */
1957         lock_cpu_hotplug();
1958
1959         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1960
1961         list_for_each(p, &cache_chain) {
1962                 struct kmem_cache *pc = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
1963                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1964                 char tmp;
1965                 int res;
1966
1967                 /*
1968                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1969                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1970                  * area of the module.  Print a warning.
1971                  */
1972                 set_fs(KERNEL_DS);
1973                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1974                 set_fs(old_fs);
1975                 if (res) {
1976                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1977                                pc->buffer_size);
1978                         continue;
1979                 }
1980
1981                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1982                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1983                         dump_stack();
1984                         goto oops;
1985                 }
1986         }
1987
1988 #if DEBUG
1989         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1990         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1991                 /* No constructor, but inital state check requested */
1992                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1993                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1994                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1995         }
1996 #if FORCED_DEBUG
1997         /*
1998          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1999          * large objects, if the increased size would increase the object size
2000          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2001          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2002          */
2003         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2004                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2005         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2006                 flags |= SLAB_POISON;
2007 #endif
2008         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2009                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2010 #endif
2011         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2012                 BUG_ON(dtor);
2013
2014         /*
2015          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2016          * isn't available.
2017          */
2018         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2019
2020         /*
2021          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2022          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2023          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2024          */
2025         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2026                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2027                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2028         }
2029
2030         /* calculate the final buffer alignment: */
2031
2032         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2033         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2034                 /*
2035                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2036                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2037                  * one cacheline.
2038                  */
2039                 ralign = cache_line_size();
2040                 while (size <= ralign / 2)
2041                         ralign /= 2;
2042         } else {
2043                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2044         }
2045         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
2046         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2047                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2048                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2049                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2050         }
2051         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
2052         if (ralign < align) {
2053                 ralign = align;
2054                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2055                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2056         }
2057         /*
2058          * 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
2059          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
2060          */
2061         align = ralign;
2062
2063         /* Get cache's description obj. */
2064         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
2065         if (!cachep)
2066                 goto oops;
2067
2068 #if DEBUG
2069         cachep->obj_size = size;
2070
2071         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2072                 /* redzoning only works with word aligned caches */
2073                 align = BYTES_PER_WORD;
2074
2075                 /* add space for red zone words */
2076                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2077                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2078         }
2079         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2080                 /* user store requires word alignment and
2081                  * one word storage behind the end of the real
2082                  * object.
2083                  */
2084                 align = BYTES_PER_WORD;
2085                 size += BYTES_PER_WORD;
2086         }
2087 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2088         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2089             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2090                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2091                 size = PAGE_SIZE;
2092         }
2093 #endif
2094 #endif
2095
2096         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
2097         if (size >= (PAGE_SIZE >> 3))
2098                 /*
2099                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2100                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2101                  */
2102                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2103
2104         size = ALIGN(size, align);
2105
2106         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2107
2108         if (!cachep->num) {
2109                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2110                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2111                 cachep = NULL;
2112                 goto oops;
2113         }
2114         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2115                           + sizeof(struct slab), align);
2116
2117         /*
2118          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2119          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2120          */
2121         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2122                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2123                 left_over -= slab_size;
2124         }
2125
2126         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2127                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2128                 slab_size =
2129                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2130         }
2131
2132         cachep->colour_off = cache_line_size();
2133         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2134         if (cachep->colour_off < align)
2135                 cachep->colour_off = align;
2136         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2137         cachep->slab_size = slab_size;
2138         cachep->flags = flags;
2139         cachep->gfpflags = 0;
2140         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2141                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2142         cachep->buffer_size = size;
2143
2144         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
2145                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2146         cachep->ctor = ctor;
2147         cachep->dtor = dtor;
2148         cachep->name = name;
2149
2150
2151         setup_cpu_cache(cachep);
2152
2153         /* cache setup completed, link it into the list */
2154         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2155 oops:
2156         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2157                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2158                       name);
2159         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2160         unlock_cpu_hotplug();
2161         return cachep;
2162 }
2163 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2164
2165 #if DEBUG
2166 static void check_irq_off(void)
2167 {
2168         BUG_ON(!irqs_disabled());
2169 }
2170
2171 static void check_irq_on(void)
2172 {
2173         BUG_ON(irqs_disabled());
2174 }
2175
2176 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2177 {
2178 #ifdef CONFIG_SMP
2179         check_irq_off();
2180         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2181 #endif
2182 }
2183
2184 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2185 {
2186 #ifdef CONFIG_SMP
2187         check_irq_off();
2188         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2189 #endif
2190 }
2191
2192 #else
2193 #define check_irq_off() do { } while(0)
2194 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2195 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2196 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2197 #endif
2198
2199 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2200                         struct array_cache *ac,
2201                         int force, int node);
2202
2203 static void do_drain(void *arg)
2204 {
2205         struct kmem_cache *cachep = arg;
2206         struct array_cache *ac;
2207         int node = numa_node_id();
2208
2209         check_irq_off();
2210         ac = cpu_cache_get(cachep);
2211         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2212         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2213         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2214         ac->avail = 0;
2215 }
2216
2217 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2218 {
2219         struct kmem_list3 *l3;
2220         int node;
2221
2222         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2223         check_irq_on();
2224         for_each_online_node(node) {
2225                 l3 = cachep->nodelists[node];
2226                 if (l3 && l3->alien)
2227                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2228         }
2229
2230         for_each_online_node(node) {
2231                 l3 = cachep->nodelists[node];
2232                 if (l3)
2233                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2234         }
2235 }
2236
2237 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2238 {
2239         struct slab *slabp;
2240         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2241         int ret;
2242
2243         for (;;) {
2244                 struct list_head *p;
2245
2246                 p = l3->slabs_free.prev;
2247                 if (p == &l3->slabs_free)
2248                         break;
2249
2250                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2251 #if DEBUG
2252                 BUG_ON(slabp->inuse);
2253 #endif
2254                 list_del(&slabp->list);
2255
2256                 l3->free_objects -= cachep->num;
2257                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2258                 slab_destroy(cachep, slabp);
2259                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2260         }
2261         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2262         return ret;
2263 }
2264
2265 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2266 {
2267         int ret = 0, i = 0;
2268         struct kmem_list3 *l3;
2269
2270         drain_cpu_caches(cachep);
2271
2272         check_irq_on();
2273         for_each_online_node(i) {
2274                 l3 = cachep->nodelists[i];
2275                 if (l3) {
2276                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2277                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2278                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2279                 }
2280         }
2281         return (ret ? 1 : 0);
2282 }
2283
2284 /**
2285  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2286  * @cachep: The cache to shrink.
2287  *
2288  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2289  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2290  */
2291 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2292 {
2293         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2294
2295         return __cache_shrink(cachep);
2296 }
2297 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2298
2299 /**
2300  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2301  * @cachep: the cache to destroy
2302  *
2303  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2304  * Returns 0 on success.
2305  *
2306  * It is expected this function will be called by a module when it is
2307  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2308  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2309  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2310  *
2311  * The cache must be empty before calling this function.
2312  *
2313  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2314  * during the kmem_cache_destroy().
2315  */
2316 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2317 {
2318         int i;
2319         struct kmem_list3 *l3;
2320
2321         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2322
2323         /* Don't let CPUs to come and go */
2324         lock_cpu_hotplug();
2325
2326         /* Find the cache in the chain of caches. */
2327         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2328         /*
2329          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2330          */
2331         list_del(&cachep->next);
2332         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2333
2334         if (__cache_shrink(cachep)) {
2335                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2336                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2337                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2338                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2339                 unlock_cpu_hotplug();
2340                 return 1;
2341         }
2342
2343         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2344                 synchronize_rcu();
2345
2346         for_each_online_cpu(i)
2347             kfree(cachep->array[i]);
2348
2349         /* NUMA: free the list3 structures */
2350         for_each_online_node(i) {
2351                 l3 = cachep->nodelists[i];
2352                 if (l3) {
2353                         kfree(l3->shared);
2354                         free_alien_cache(l3->alien);
2355                         kfree(l3);
2356                 }
2357         }
2358         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2359         unlock_cpu_hotplug();
2360         return 0;
2361 }
2362 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2363
2364 /* Get the memory for a slab management obj. */
2365 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2366                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2367                                    int nodeid)
2368 {
2369         struct slab *slabp;
2370
2371         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2372                 /* Slab management obj is off-slab. */
2373                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2374                                               local_flags, nodeid);
2375                 if (!slabp)
2376                         return NULL;
2377         } else {
2378                 slabp = objp + colour_off;
2379                 colour_off += cachep->slab_size;
2380         }
2381         slabp->inuse = 0;
2382         slabp->colouroff = colour_off;
2383         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2384         slabp->nodeid = nodeid;
2385         return slabp;
2386 }
2387
2388 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2389 {
2390         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2391 }
2392
2393 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2394                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2395 {
2396         int i;
2397
2398         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2399                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2400 #if DEBUG
2401                 /* need to poison the objs? */
2402                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2403                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2404                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2405                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2406
2407                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2408                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2409                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2410                 }
2411                 /*
2412                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2413                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2414                  * They must also be threaded.
2415                  */
2416                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2417                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2418                                      ctor_flags);
2419
2420                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2421                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2422                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2423                                            " end of an object");
2424                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2425                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2426                                            " start of an object");
2427                 }
2428                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2429                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2430                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2431                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2432 #else
2433                 if (cachep->ctor)
2434                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2435 #endif
2436                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2437         }
2438         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2439         slabp->free = 0;
2440 }
2441
2442 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2443 {
2444         if (flags & SLAB_DMA)
2445                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2446         else
2447                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2448 }
2449
2450 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2451                                 int nodeid)
2452 {
2453         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2454         kmem_bufctl_t next;
2455
2456         slabp->inuse++;
2457         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2458 #if DEBUG
2459         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2460         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2461 #endif
2462         slabp->free = next;
2463
2464         return objp;
2465 }
2466
2467 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2468                                 void *objp, int nodeid)
2469 {
2470         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2471
2472 #if DEBUG
2473         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2474         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2475
2476         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2477                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2478                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2479                 BUG();
2480         }
2481 #endif
2482         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2483         slabp->free = objnr;
2484         slabp->inuse--;
2485 }
2486
2487 static void set_slab_attr(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2488                         void *objp)
2489 {
2490         int i;
2491         struct page *page;
2492
2493         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2494         page = virt_to_page(objp);
2495
2496         i = 1;
2497         if (likely(!PageCompound(page)))
2498                 i <<= cachep->gfporder;
2499         do {
2500                 page_set_cache(page, cachep);
2501                 page_set_slab(page, slabp);
2502                 page++;
2503         } while (--i);
2504 }
2505
2506 /*
2507  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2508  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2509  */
2510 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2511 {
2512         struct slab *slabp;
2513         void *objp;
2514         size_t offset;
2515         gfp_t local_flags;
2516         unsigned long ctor_flags;
2517         struct kmem_list3 *l3;
2518
2519         /*
2520          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2521          * critical path in kmem_cache_alloc().
2522          */
2523         BUG_ON(flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW));
2524         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2525                 return 0;
2526
2527         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2528         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2529         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2530                 /*
2531                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2532                  * this - it might need to know...
2533                  */
2534                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2535
2536         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2537         check_irq_off();
2538         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2539         spin_lock(&l3->list_lock);
2540
2541         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2542         offset = l3->colour_next;
2543         l3->colour_next++;
2544         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2545                 l3->colour_next = 0;
2546         spin_unlock(&l3->list_lock);
2547
2548         offset *= cachep->colour_off;
2549
2550         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2551                 local_irq_enable();
2552
2553         /*
2554          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2555          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2556          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2557          * will eventually be caught here (where it matters).
2558          */
2559         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2560
2561         /*
2562          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2563          * 'nodeid'.
2564          */
2565         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2566         if (!objp)
2567                 goto failed;
2568
2569         /* Get slab management. */
2570         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags, nodeid);
2571         if (!slabp)
2572                 goto opps1;
2573
2574         slabp->nodeid = nodeid;
2575         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2576
2577         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2578
2579         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2580                 local_irq_disable();
2581         check_irq_off();
2582         spin_lock(&l3->list_lock);
2583
2584         /* Make slab active. */
2585         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2586         STATS_INC_GROWN(cachep);
2587         l3->free_objects += cachep->num;
2588         spin_unlock(&l3->list_lock);
2589         return 1;
2590 opps1:
2591         kmem_freepages(cachep, objp);
2592 failed:
2593         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2594                 local_irq_disable();
2595         return 0;
2596 }
2597
2598 #if DEBUG
2599
2600 /*
2601  * Perform extra freeing checks:
2602  * - detect bad pointers.
2603  * - POISON/RED_ZONE checking
2604  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2605  */
2606 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2607 {
2608         struct page *page;
2609
2610         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2611                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2612                        (unsigned long)objp);
2613                 BUG();
2614         }
2615         page = virt_to_page(objp);
2616         if (!PageSlab(page)) {
2617                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2618                        (unsigned long)objp);
2619                 BUG();
2620         }
2621 }
2622
2623 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2624                                    void *caller)
2625 {
2626         struct page *page;
2627         unsigned int objnr;
2628         struct slab *slabp;
2629
2630         objp -= obj_offset(cachep);
2631         kfree_debugcheck(objp);
2632         page = virt_to_page(objp);
2633
2634         if (page_get_cache(page) != cachep) {
2635                 printk(KERN_ERR "mismatch in kmem_cache_free: expected "
2636                                 "cache %p, got %p\n",
2637                        page_get_cache(page), cachep);
2638                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2639                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", page_get_cache(page),
2640                        page_get_cache(page)->name);
2641                 WARN_ON(1);
2642         }
2643         slabp = page_get_slab(page);
2644
2645         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2646                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE ||
2647                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2648                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2649                                                 " object was overwritten");
2650                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, "
2651                                         "redzone 2:0x%lx.\n",
2652                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2653                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2654                 }
2655                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2656                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2657         }
2658         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2659                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2660
2661         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2662
2663         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2664         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2665
2666         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2667                 /*
2668                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2669                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2670                  * the cache-lock held.
2671                  */
2672                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2673                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2674         }
2675         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2676                 /* we want to cache poison the object,
2677                  * call the destruction callback
2678                  */
2679                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2680         }
2681 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2682         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2683 #endif
2684         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2685 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2686                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2687                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2688                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2689                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2690                 } else {
2691                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2692                 }
2693 #else
2694                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2695 #endif
2696         }
2697         return objp;
2698 }
2699
2700 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2701 {
2702         kmem_bufctl_t i;
2703         int entries = 0;
2704
2705         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2706         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2707                 entries++;
2708                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2709                         goto bad;
2710         }
2711         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2712 bad:
2713                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2714                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2715                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2716                 for (i = 0;
2717                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2718                      i++) {
2719                         if (i % 16 == 0)
2720                                 printk("\n%03x:", i);
2721                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2722                 }
2723                 printk("\n");
2724                 BUG();
2725         }
2726 }
2727 #else
2728 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2729 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2730 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2731 #endif
2732
2733 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2734 {
2735         int batchcount;
2736         struct kmem_list3 *l3;
2737         struct array_cache *ac;
2738
2739         check_irq_off();
2740         ac = cpu_cache_get(cachep);
2741 retry:
2742         batchcount = ac->batchcount;
2743         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2744                 /*
2745                  * If there was little recent activity on this cache, then
2746                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2747                  * refill bouncing.
2748                  */
2749                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2750         }
2751         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2752
2753         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2754         spin_lock(&l3->list_lock);
2755
2756         /* See if we can refill from the shared array */
2757         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2758                 goto alloc_done;
2759
2760         while (batchcount > 0) {
2761                 struct list_head *entry;
2762                 struct slab *slabp;
2763                 /* Get slab alloc is to come from. */
2764                 entry = l3->slabs_partial.next;
2765                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2766                         l3->free_touched = 1;
2767                         entry = l3->slabs_free.next;
2768                         if (entry == &l3->slabs_free)
2769                                 goto must_grow;
2770                 }
2771
2772                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2773                 check_slabp(cachep, slabp);
2774                 check_spinlock_acquired(cachep);
2775                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2776                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2777                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2778                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2779
2780                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2781                                                             numa_node_id());
2782                 }
2783                 check_slabp(cachep, slabp);
2784
2785                 /* move slabp to correct slabp list: */
2786                 list_del(&slabp->list);
2787                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2788                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2789                 else
2790                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2791         }
2792
2793 must_grow:
2794         l3->free_objects -= ac->avail;
2795 alloc_done:
2796         spin_unlock(&l3->list_lock);
2797
2798         if (unlikely(!ac->avail)) {
2799                 int x;
2800                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2801
2802                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2803                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2804                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2805                         return NULL;
2806
2807                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2808                         goto retry;
2809         }
2810         ac->touched = 1;
2811         return ac->entry[--ac->avail];
2812 }
2813
2814 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2815                                                 gfp_t flags)
2816 {
2817         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2818 #if DEBUG
2819         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2820 #endif
2821 }
2822
2823 #if DEBUG
2824 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2825                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
2826 {
2827         if (!objp)
2828                 return objp;
2829         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2830 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2831                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2832                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2833                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2834                 else
2835                         check_poison_obj(cachep, objp);
2836 #else
2837                 check_poison_obj(cachep, objp);
2838 #endif
2839                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2840         }
2841         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2842                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2843
2844         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2845                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2846                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2847                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2848                                                 " object was overwritten");
2849                         printk(KERN_ERR
2850                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
2851                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2852                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2853                 }
2854                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2855                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2856         }
2857 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2858         {
2859                 struct slab *slabp;
2860                 unsigned objnr;
2861
2862                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
2863                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2864                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
2865         }
2866 #endif
2867         objp += obj_offset(cachep);
2868         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2869                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2870
2871                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2872                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2873
2874                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2875         }
2876         return objp;
2877 }
2878 #else
2879 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2880 #endif
2881
2882 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2883 {
2884         void *objp;
2885         struct array_cache *ac;
2886
2887 #ifdef CONFIG_NUMA
2888         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
2889                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
2890                 if (objp != NULL)
2891                         return objp;
2892         }
2893 #endif
2894
2895         check_irq_off();
2896         ac = cpu_cache_get(cachep);
2897         if (likely(ac->avail)) {
2898                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2899                 ac->touched = 1;
2900                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2901         } else {
2902                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2903                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2904         }
2905         return objp;
2906 }
2907
2908 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
2909                                                 gfp_t flags, void *caller)
2910 {
2911         unsigned long save_flags;
2912         void *objp;
2913
2914         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2915
2916         local_irq_save(save_flags);
2917         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2918         local_irq_restore(save_flags);
2919         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2920                                             caller);
2921         prefetchw(objp);
2922         return objp;
2923 }
2924
2925 #ifdef CONFIG_NUMA
2926 /*
2927  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
2928  *
2929  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2930  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2931  */
2932 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2933 {
2934         int nid_alloc, nid_here;
2935
2936         if (in_interrupt())
2937                 return NULL;
2938         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
2939         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
2940                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
2941         else if (current->mempolicy)
2942                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
2943         if (nid_alloc != nid_here)
2944                 return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
2945         return NULL;
2946 }
2947
2948 /*
2949  * A interface to enable slab creation on nodeid
2950  */
2951 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2952                                 int nodeid)
2953 {
2954         struct list_head *entry;
2955         struct slab *slabp;
2956         struct kmem_list3 *l3;
2957         void *obj;
2958         int x;
2959
2960         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2961         BUG_ON(!l3);
2962
2963 retry:
2964         check_irq_off();
2965         spin_lock(&l3->list_lock);
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_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2976         check_slabp(cachep, slabp);
2977
2978         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2979         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2980         STATS_SET_HIGH(cachep);
2981
2982         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
2983
2984         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
2985         check_slabp(cachep, slabp);
2986         l3->free_objects--;
2987         /* move slabp to correct slabp list: */
2988         list_del(&slabp->list);
2989
2990         if (slabp->free == BUFCTL_END)
2991                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2992         else
2993                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2994
2995         spin_unlock(&l3->list_lock);
2996         goto done;
2997
2998 must_grow:
2999         spin_unlock(&l3->list_lock);
3000         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
3001
3002         if (!x)
3003                 return NULL;
3004
3005         goto retry;
3006 done:
3007         return obj;
3008 }
3009 #endif
3010
3011 /*
3012  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3013  */
3014 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3015                        int node)
3016 {
3017         int i;
3018         struct kmem_list3 *l3;
3019
3020         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3021                 void *objp = objpp[i];
3022                 struct slab *slabp;
3023
3024                 slabp = virt_to_slab(objp);
3025                 l3 = cachep->nodelists[node];
3026                 list_del(&slabp->list);
3027                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3028                 check_slabp(cachep, slabp);
3029                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3030                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3031                 l3->free_objects++;
3032                 check_slabp(cachep, slabp);
3033
3034                 /* fixup slab chains */
3035                 if (slabp->inuse == 0) {
3036                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3037                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3038                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3039                         } else {
3040                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3041                         }
3042                 } else {
3043                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3044                          * partial list on free - maximum time for the
3045                          * other objects to be freed, too.
3046                          */
3047                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3048                 }
3049         }
3050 }
3051
3052 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3053 {
3054         int batchcount;
3055         struct kmem_list3 *l3;
3056         int node = numa_node_id();
3057
3058         batchcount = ac->batchcount;
3059 #if DEBUG
3060         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3061 #endif
3062         check_irq_off();
3063         l3 = cachep->nodelists[node];
3064         spin_lock(&l3->list_lock);
3065         if (l3->shared) {
3066                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3067                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3068                 if (max) {
3069                         if (batchcount > max)
3070                                 batchcount = max;
3071                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3072                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3073                         shared_array->avail += batchcount;
3074                         goto free_done;
3075                 }
3076         }
3077
3078         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3079 free_done:
3080 #if STATS
3081         {
3082                 int i = 0;
3083                 struct list_head *p;
3084
3085                 p = l3->slabs_free.next;
3086                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3087                         struct slab *slabp;
3088
3089                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3090                         BUG_ON(slabp->inuse);
3091
3092                         i++;
3093                         p = p->next;
3094                 }
3095                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3096         }
3097 #endif
3098         spin_unlock(&l3->list_lock);
3099         ac->avail -= batchcount;
3100         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3101 }
3102
3103 /*
3104  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3105  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3106  */
3107 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3108 {
3109         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3110
3111         check_irq_off();
3112         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3113
3114         /* Make sure we are not freeing a object from another
3115          * node to the array cache on this cpu.
3116          */
3117 #ifdef CONFIG_NUMA
3118         {
3119                 struct slab *slabp;
3120                 slabp = virt_to_slab(objp);
3121                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
3122                         struct array_cache *alien = NULL;
3123                         int nodeid = slabp->nodeid;
3124                         struct kmem_list3 *l3;
3125
3126                         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
3127                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
3128                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
3129                                 alien = l3->alien[nodeid];
3130                                 spin_lock(&alien->lock);
3131                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
3132                                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
3133                                         __drain_alien_cache(cachep,
3134                                                             alien, nodeid);
3135                                 }
3136                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
3137                                 spin_unlock(&alien->lock);
3138                         } else {
3139                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3140                                           list_lock);
3141                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
3142                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3143                                             list_lock);
3144                         }
3145                         return;
3146                 }
3147         }
3148 #endif
3149         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3150                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3151                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3152                 return;
3153         } else {
3154                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3155                 cache_flusharray(cachep, ac);
3156                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3157         }
3158 }
3159
3160 /**
3161  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3162  * @cachep: The cache to allocate from.
3163  * @flags: See kmalloc().
3164  *
3165  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3166  * if the cache has no available objects.
3167  */
3168 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3169 {
3170         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3171 }
3172 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3173
3174 /**
3175  * kmem_cache_alloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3176  * @cache: The cache to allocate from.
3177  * @flags: See kmalloc().
3178  *
3179  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3180  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3181  */
3182 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3183 {
3184         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3185         if (ret)
3186                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3187         return ret;
3188 }
3189 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3190
3191 /**
3192  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3193  *      be a slab entry.
3194  * @cachep: the cache we're checking against
3195  * @ptr: pointer to validate
3196  *
3197  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3198  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3199  * part of the slab cache in question, but it at least
3200  * validates that the pointer can be dereferenced and
3201  * looks half-way sane.
3202  *
3203  * Currently only used for dentry validation.
3204  */
3205 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3206 {
3207         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3208         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3209         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3210         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3211         struct page *page;
3212
3213         if (unlikely(addr < min_addr))
3214                 goto out;
3215         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3216                 goto out;
3217         if (unlikely(addr & align_mask))
3218                 goto out;
3219         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3220                 goto out;
3221         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3222                 goto out;
3223         page = virt_to_page(ptr);
3224         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3225                 goto out;
3226         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3227                 goto out;
3228         return 1;
3229 out:
3230         return 0;
3231 }
3232
3233 #ifdef CONFIG_NUMA
3234 /**
3235  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3236  * @cachep: The cache to allocate from.
3237  * @flags: See kmalloc().
3238  * @nodeid: node number of the target node.
3239  *
3240  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3241  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3242  * can improve the performance for cpu bound structures.
3243  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3244  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3245  */
3246 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3247 {
3248         unsigned long save_flags;
3249         void *ptr;
3250
3251         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3252         local_irq_save(save_flags);
3253
3254         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3255                         !cachep->nodelists[nodeid])
3256                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3257         else
3258                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3259         local_irq_restore(save_flags);
3260
3261         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3262                                            __builtin_return_address(0));
3263
3264         return ptr;
3265 }
3266 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3267
3268 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3269 {
3270         struct kmem_cache *cachep;
3271
3272         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3273         if (unlikely(cachep == NULL))
3274                 return NULL;
3275         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3276 }
3277 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3278 #endif
3279
3280 /**
3281  * kmalloc - allocate memory
3282  * @size: how many bytes of memory are required.
3283  * @flags: the type of memory to allocate.
3284  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3285  *
3286  * kmalloc is the normal method of allocating memory
3287  * in the kernel.
3288  *
3289  * The @flags argument may be one of:
3290  *
3291  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
3292  *
3293  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
3294  *
3295  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
3296  *
3297  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
3298  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
3299  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
3300  * from the first 16MB.
3301  */
3302 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3303                                           void *caller)
3304 {
3305         struct kmem_cache *cachep;
3306
3307         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3308          * __ with kmem_.
3309          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3310          * functions.
3311          */
3312         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3313         if (unlikely(cachep == NULL))
3314                 return NULL;
3315         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3316 }
3317
3318
3319 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3320 {
3321 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3322         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3323 #else
3324         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3325 #endif
3326 }
3327 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3328
3329 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3330 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3331 {
3332         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3333 }
3334 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3335 #endif
3336
3337 #ifdef CONFIG_SMP
3338 /**
3339  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3340  * cpu in the system, zeroing them.
3341  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3342  *
3343  * @size: how many bytes of memory are required.
3344  */
3345 void *__alloc_percpu(size_t size)
3346 {
3347         int i;
3348         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3349
3350         if (!pdata)
3351                 return NULL;
3352
3353         /*
3354          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3355          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3356          * that we have allocated then....
3357          */
3358         for_each_possible_cpu(i) {
3359                 int node = cpu_to_node(i);
3360
3361                 if (node_online(node))
3362                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3363                 else
3364                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3365
3366                 if (!pdata->ptrs[i])
3367                         goto unwind_oom;
3368                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3369         }
3370
3371         /* Catch derefs w/o wrappers */
3372         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3373
3374 unwind_oom:
3375         while (--i >= 0) {
3376                 if (!cpu_possible(i))
3377                         continue;
3378                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3379         }
3380         kfree(pdata);
3381         return NULL;
3382 }
3383 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3384 #endif
3385
3386 /**
3387  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3388  * @cachep: The cache the allocation was from.
3389  * @objp: The previously allocated object.
3390  *
3391  * Free an object which was previously allocated from this
3392  * cache.
3393  */
3394 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3395 {
3396         unsigned long flags;
3397
3398         local_irq_save(flags);
3399         __cache_free(cachep, objp);
3400         local_irq_restore(flags);
3401 }
3402 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3403
3404 /**
3405  * kfree - free previously allocated memory
3406  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3407  *
3408  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3409  *
3410  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3411  * or you will run into trouble.
3412  */
3413 void kfree(const void *objp)
3414 {
3415         struct kmem_cache *c;
3416         unsigned long flags;
3417
3418         if (unlikely(!objp))
3419                 return;
3420         local_irq_save(flags);
3421         kfree_debugcheck(objp);
3422         c = virt_to_cache(objp);
3423         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3424         __cache_free(c, (void *)objp);
3425         local_irq_restore(flags);
3426 }
3427 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3428
3429 #ifdef CONFIG_SMP
3430 /**
3431  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3432  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3433  *
3434  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3435  * The complemented objp is to check for that.
3436  */
3437 void free_percpu(const void *objp)
3438 {
3439         int i;
3440         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3441
3442         /*
3443          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3444          */
3445         for_each_possible_cpu(i)
3446             kfree(p->ptrs[i]);
3447         kfree(p);
3448 }
3449 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3450 #endif
3451
3452 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3453 {
3454         return obj_size(cachep);
3455 }
3456 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3457
3458 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3459 {
3460         return cachep->name;
3461 }
3462 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3463
3464 /*
3465  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3466  */
3467 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3468 {
3469         int node;
3470         struct kmem_list3 *l3;
3471         struct array_cache *new_shared;
3472         struct array_cache **new_alien;
3473
3474         for_each_online_node(node) {
3475
3476                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3477                 if (!new_alien)
3478                         goto fail;
3479
3480                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3481                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3482                                         0xbaadf00d);
3483                 if (!new_shared) {
3484                         free_alien_cache(new_alien);
3485                         goto fail;
3486                 }
3487
3488                 l3 = cachep->nodelists[node];
3489                 if (l3) {
3490                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3491
3492                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3493
3494                         if (shared)
3495                                 free_block(cachep, shared->entry,
3496                                                 shared->avail, node);
3497
3498                         l3->shared = new_shared;
3499                         if (!l3->alien) {
3500                                 l3->alien = new_alien;
3501                                 new_alien = NULL;
3502                         }
3503                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3504                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3505                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3506                         kfree(shared);
3507                         free_alien_cache(new_alien);
3508                         continue;
3509                 }
3510                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3511                 if (!l3) {
3512                         free_alien_cache(new_alien);
3513                         kfree(new_shared);
3514                         goto fail;
3515                 }
3516
3517                 kmem_list3_init(l3);
3518                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3519                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3520                 l3->shared = new_shared;
3521                 l3->alien = new_alien;
3522                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3523                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3524                 cachep->nodelists[node] = l3;
3525         }
3526         return 0;
3527
3528 fail:
3529         if (!cachep->next.next) {
3530                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3531                 node--;
3532                 while (node >= 0) {
3533                         if (cachep->nodelists[node]) {
3534                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3535
3536                                 kfree(l3->shared);
3537                                 free_alien_cache(l3->alien);
3538                                 kfree(l3);
3539                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3540                         }
3541                         node--;
3542                 }
3543         }
3544         return -ENOMEM;
3545 }
3546
3547 struct ccupdate_struct {
3548         struct kmem_cache *cachep;
3549         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3550 };
3551
3552 static void do_ccupdate_local(void *info)
3553 {
3554         struct ccupdate_struct *new = info;
3555         struct array_cache *old;
3556
3557         check_irq_off();
3558         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3559
3560         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3561         new->new[smp_processor_id()] = old;
3562 }
3563
3564 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3565 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3566                                 int batchcount, int shared)
3567 {
3568         struct ccupdate_struct new;
3569         int i, err;
3570
3571         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3572         for_each_online_cpu(i) {
3573                 new.new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3574                                                 batchcount);
3575                 if (!new.new[i]) {
3576                         for (i--; i >= 0; i--)
3577                                 kfree(new.new[i]);
3578                         return -ENOMEM;
3579                 }
3580         }
3581         new.cachep = cachep;
3582
3583         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)&new, 1, 1);
3584
3585         check_irq_on();
3586         cachep->batchcount = batchcount;
3587         cachep->limit = limit;
3588         cachep->shared = shared;
3589
3590         for_each_online_cpu(i) {
3591                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3592                 if (!ccold)
3593                         continue;
3594                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3595                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3596                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3597                 kfree(ccold);
3598         }
3599
3600         err = alloc_kmemlist(cachep);
3601         if (err) {
3602                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3603                        cachep->name, -err);
3604                 BUG();
3605         }
3606         return 0;
3607 }
3608
3609 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3610 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3611 {
3612         int err;
3613         int limit, shared;
3614
3615         /*
3616          * The head array serves three purposes:
3617          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3618          * - reduce the number of spinlock operations.
3619          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3620          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3621          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3622          * Bonwick.
3623          */
3624         if (cachep->buffer_size > 131072)
3625                 limit = 1;
3626         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3627                 limit = 8;
3628         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3629                 limit = 24;
3630         else if (cachep->buffer_size > 256)
3631                 limit = 54;
3632         else
3633                 limit = 120;
3634
3635         /*
3636          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3637          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3638          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3639          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3640          * replaces Bonwick's magazine layer.
3641          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3642          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3643          */
3644         shared = 0;
3645 #ifdef CONFIG_SMP
3646         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3647                 shared = 8;
3648 #endif
3649
3650 #if DEBUG
3651         /*
3652          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3653          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3654          */
3655         if (limit > 32)
3656                 limit = 32;
3657 #endif
3658         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3659         if (err)
3660                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3661                        cachep->name, -err);
3662 }
3663
3664 /*
3665  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3666  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3667  * if drain_array() is used on the shared array.
3668  */
3669 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3670                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3671 {
3672         int tofree;
3673
3674         if (!ac || !ac->avail)
3675                 return;
3676         if (ac->touched && !force) {
3677                 ac->touched = 0;
3678         } else {
3679                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3680                 if (ac->avail) {
3681                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3682                         if (tofree > ac->avail)
3683                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3684                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3685                         ac->avail -= tofree;
3686                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3687                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3688                 }
3689                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3690         }
3691 }
3692
3693 /**
3694  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3695  * @unused: unused parameter
3696  *
3697  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3698  * Purpose:
3699  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3700  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3701  *
3702  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3703  * again on the next iteration.
3704  */
3705 static void cache_reap(void *unused)
3706 {
3707         struct list_head *walk;
3708         struct kmem_list3 *l3;
3709         int node = numa_node_id();
3710
3711         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3712                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3713                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3714                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3715                 return;
3716         }
3717
3718         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3719                 struct kmem_cache *searchp;
3720                 struct list_head *p;
3721                 int tofree;
3722                 struct slab *slabp;
3723
3724                 searchp = list_entry(walk, struct kmem_cache, next);
3725                 check_irq_on();
3726
3727                 /*
3728                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3729                  * have established with reasonable certainty that
3730                  * we can do some work if the lock was obtained.
3731                  */
3732                 l3 = searchp->nodelists[node];
3733
3734                 reap_alien(searchp, l3);
3735
3736                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3737
3738                 /*
3739                  * These are racy checks but it does not matter
3740                  * if we skip one check or scan twice.
3741                  */
3742                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3743                         goto next;
3744
3745                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3746
3747                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3748
3749                 if (l3->free_touched) {
3750                         l3->free_touched = 0;
3751                         goto next;
3752                 }
3753
3754                 tofree = (l3->free_limit + 5 * searchp->num - 1) /
3755                                 (5 * searchp->num);
3756                 do {
3757                         /*
3758                          * Do not lock if there are no free blocks.
3759                          */
3760                         if (list_empty(&l3->slabs_free))
3761                                 break;
3762
3763                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3764                         p = l3->slabs_free.next;
3765                         if (p == &(l3->slabs_free)) {
3766                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3767                                 break;
3768                         }
3769
3770                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3771                         BUG_ON(slabp->inuse);
3772                         list_del(&slabp->list);
3773                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3774
3775                         /*
3776                          * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
3777                          * to the cache. searchp cannot disappear, we hold
3778                          * cache_chain_lock
3779                          */
3780                         l3->free_objects -= searchp->num;
3781                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3782                         slab_destroy(searchp, slabp);
3783                 } while (--tofree > 0);
3784 next:
3785                 cond_resched();
3786         }
3787         check_irq_on();
3788         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3789         next_reap_node();
3790         /* Set up the next iteration */
3791         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3792 }
3793
3794 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3795
3796 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3797 {
3798         /*
3799          * Output format version, so at least we can change it
3800          * without _too_ many complaints.
3801          */
3802 #if STATS
3803         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3804 #else
3805         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3806 #endif
3807         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3808                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3809         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3810         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3811 #if STATS
3812         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3813                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
3814         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3815 #endif
3816         seq_putc(m, '\n');
3817 }
3818
3819 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3820 {
3821         loff_t n = *pos;
3822         struct list_head *p;
3823
3824         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3825         if (!n)
3826                 print_slabinfo_header(m);
3827         p = cache_chain.next;
3828         while (n--) {
3829                 p = p->next;
3830                 if (p == &cache_chain)
3831                         return NULL;
3832         }
3833         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3834 }
3835
3836 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3837 {
3838         struct kmem_cache *cachep = p;
3839         ++*pos;
3840         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3841                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3842 }
3843
3844 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3845 {
3846         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3847 }
3848
3849 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3850 {
3851         struct kmem_cache *cachep = p;
3852         struct list_head *q;
3853         struct slab *slabp;
3854         unsigned long active_objs;
3855         unsigned long num_objs;
3856         unsigned long active_slabs = 0;
3857         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3858         const char *name;
3859         char *error = NULL;
3860         int node;
3861         struct kmem_list3 *l3;
3862
3863         active_objs = 0;
3864         num_slabs = 0;
3865         for_each_online_node(node) {
3866                 l3 = cachep->nodelists[node];
3867                 if (!l3)
3868                         continue;
3869
3870                 check_irq_on();
3871                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3872
3873                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
3874                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3875                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3876                                 error = "slabs_full accounting error";
3877                         active_objs += cachep->num;
3878                         active_slabs++;
3879                 }
3880                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
3881                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3882                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3883                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3884                         if (!slabp->inuse && !error)
3885                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3886                         active_objs += slabp->inuse;
3887                         active_slabs++;
3888                 }
3889                 list_for_each(q, &l3->slabs_free) {
3890                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3891                         if (slabp->inuse && !error)
3892                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3893                         num_slabs++;
3894                 }
3895                 free_objects += l3->free_objects;
3896                 if (l3->shared)
3897                         shared_avail += l3->shared->avail;
3898
3899                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3900         }
3901         num_slabs += active_slabs;
3902         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3903         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3904                 error = "free_objects accounting error";
3905
3906         name = cachep->name;
3907         if (error)
3908                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3909
3910         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3911                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3912                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3913         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3914                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3915         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3916                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3917 #if STATS
3918         {                       /* list3 stats */
3919                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3920                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3921                 unsigned long grown = cachep->grown;
3922                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3923                 unsigned long errors = cachep->errors;
3924                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3925                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3926                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3927                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
3928
3929                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3930                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
3931                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
3932                                 node_frees, overflows);
3933         }
3934         /* cpu stats */
3935         {
3936                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3937                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3938                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3939                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3940
3941                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3942                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3943         }
3944 #endif
3945         seq_putc(m, '\n');
3946         return 0;
3947 }
3948
3949 /*
3950  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3951  *
3952  * Output layout:
3953  * cache-name
3954  * num-active-objs
3955  * total-objs
3956  * object size
3957  * num-active-slabs
3958  * total-slabs
3959  * num-pages-per-slab
3960  * + further values on SMP and with statistics enabled
3961  */
3962
3963 struct seq_operations slabinfo_op = {
3964         .start = s_start,
3965         .next = s_next,
3966         .stop = s_stop,
3967         .show = s_show,
3968 };
3969
3970 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3971 /**
3972  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3973  * @file: unused
3974  * @buffer: user buffer
3975  * @count: data length
3976  * @ppos: unused
3977  */
3978 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3979                        size_t count, loff_t *ppos)
3980 {
3981         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3982         int limit, batchcount, shared, res;
3983         struct list_head *p;
3984
3985         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3986                 return -EINVAL;
3987         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3988                 return -EFAULT;
3989         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3990
3991         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3992         if (!tmp)
3993                 return -EINVAL;
3994         *tmp = '\0';
3995         tmp++;
3996         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3997                 return -EINVAL;
3998
3999         /* Find the cache in the chain of caches. */
4000         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4001         res = -EINVAL;
4002         list_for_each(p, &cache_chain) {
4003                 struct kmem_cache *cachep;
4004
4005                 cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4006                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4007                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4008                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4009                                 res = 0;
4010                         } else {
4011                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4012                                                        batchcount, shared);
4013                         }
4014                         break;
4015                 }
4016         }
4017         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4018         if (res >= 0)
4019                 res = count;
4020         return res;
4021 }
4022
4023 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4024
4025 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4026 {
4027         loff_t n = *pos;
4028         struct list_head *p;
4029
4030         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4031         p = cache_chain.next;
4032         while (n--) {
4033                 p = p->next;
4034                 if (p == &cache_chain)
4035                         return NULL;
4036         }
4037         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4038 }
4039
4040 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4041 {
4042         unsigned long *p;
4043         int l;
4044         if (!v)
4045                 return 1;
4046         l = n[1];
4047         p = n + 2;
4048         while (l) {
4049                 int i = l/2;
4050                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4051                 if (*q == v) {
4052                         q[1]++;
4053                         return 1;
4054                 }
4055                 if (*q > v) {
4056                         l = i;
4057                 } else {
4058                         p = q + 2;
4059                         l -= i + 1;
4060                 }
4061         }
4062         if (++n[1] == n[0])
4063                 return 0;
4064         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4065         p[0] = v;
4066         p[1] = 1;
4067         return 1;
4068 }
4069
4070 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4071 {
4072         void *p;
4073         int i;
4074         if (n[0] == n[1])
4075                 return;
4076         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4077                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4078                         continue;
4079                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4080                         return;
4081         }
4082 }
4083
4084 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4085 {
4086 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4087         char *modname;
4088         const char *name;
4089         unsigned long offset, size;
4090         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4091
4092         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4093
4094         if (name) {
4095                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4096                 if (modname)
4097                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4098                 return;
4099         }
4100 #endif
4101         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4102 }
4103
4104 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4105 {
4106         struct kmem_cache *cachep = p;
4107         struct list_head *q;
4108         struct slab *slabp;
4109         struct kmem_list3 *l3;
4110         const char *name;
4111         unsigned long *n = m->private;
4112         int node;
4113         int i;
4114
4115         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4116                 return 0;
4117         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4118                 return 0;
4119
4120         /* OK, we can do it */
4121
4122         n[1] = 0;
4123
4124         for_each_online_node(node) {
4125                 l3 = cachep->nodelists[node];
4126                 if (!l3)
4127                         continue;
4128
4129                 check_irq_on();
4130                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4131
4132                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
4133                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
4134                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4135                 }
4136                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
4137                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
4138                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4139                 }
4140                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4141         }
4142         name = cachep->name;
4143         if (n[0] == n[1]) {
4144                 /* Increase the buffer size */
4145                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4146                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4147                 if (!m->private) {
4148                         /* Too bad, we are really out */
4149                         m->private = n;
4150                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4151                         return -ENOMEM;
4152                 }
4153                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4154                 kfree(n);
4155                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4156                 /* Now make sure this entry will be retried */
4157                 m->count = m->size;
4158                 return 0;
4159         }
4160         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4161                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4162                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4163                 seq_putc(m, '\n');
4164         }
4165         return 0;
4166 }
4167
4168 struct seq_operations slabstats_op = {
4169         .start = leaks_start,
4170         .next = s_next,
4171         .stop = s_stop,
4172         .show = leaks_show,
4173 };
4174 #endif
4175 #endif
4176
4177 /**
4178  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4179  * @objp: Pointer to the object
4180  *
4181  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4182  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4183  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4184  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4185  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4186  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4187  * must not be freed during the duration of the call.
4188  */
4189 unsigned int ksize(const void *objp)
4190 {
4191         if (unlikely(objp == NULL))
4192                 return 0;
4193
4194         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4195 }