Merge to Fedora kernel-2.6.18-1.2224_FC5 patched with stable patch-2.6.18.1-vs2.0...
[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/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/nodemask.h>
107 #include        <linux/mempolicy.h>
108 #include        <linux/mutex.h>
109 #include        <linux/rtmutex.h>
110
111 #include        <asm/uaccess.h>
112 #include        <asm/cacheflush.h>
113 #include        <asm/tlbflush.h>
114 #include        <asm/page.h>
115
116 /*
117  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
118  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
119  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
120  *
121  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
122  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
123  *
124  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
125  */
126
127 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
128 #define DEBUG           1
129 #define STATS           1
130 #define FORCED_DEBUG    1
131 #else
132 #define DEBUG           0
133 #define STATS           0
134 #define FORCED_DEBUG    0
135 #endif
136
137 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
138 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
139
140 #ifndef cache_line_size
141 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
142 #endif
143
144 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
145 /*
146  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
147  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
148  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
149  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
150  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
151  * Note that this flag disables some debug features.
152  */
153 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
154 #endif
155
156 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
157 /*
158  * Enforce a minimum alignment for all caches.
159  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
160  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
161  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
162  * some debug features.
163  */
164 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
165 #endif
166
167 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
168 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
169 #endif
170
171 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
172 #if DEBUG
173 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
174                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
175                          SLAB_CACHE_DMA | \
176                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
177                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
178                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
179 #else
180 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
181                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
182                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
183                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
184 #endif
185
186 /*
187  * kmem_bufctl_t:
188  *
189  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
190  * linked offsets.
191  *
192  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
193  * slab an object belongs to.
194  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
195  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
196  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
197  * that does not use off-slab slabs.
198  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
199  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
200  * to have too many per slab.
201  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
202  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
203  */
204
205 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
206 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
207 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
208 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
209 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
210
211 /*
212  * struct slab
213  *
214  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
215  * for a slab, or allocated from an general cache.
216  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
217  */
218 struct slab {
219         struct list_head list;
220         unsigned long colouroff;
221         void *s_mem;            /* including colour offset */
222         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
223         kmem_bufctl_t free;
224         unsigned short nodeid;
225 };
226
227 /*
228  * struct slab_rcu
229  *
230  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
231  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
232  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
233  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
234  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
235  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
236  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
237  *
238  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
239  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
240  *
241  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
242  */
243 struct slab_rcu {
244         struct rcu_head head;
245         struct kmem_cache *cachep;
246         void *addr;
247 };
248
249 /*
250  * struct array_cache
251  *
252  * Purpose:
253  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
254  * - reduce the number of linked list operations
255  * - reduce spinlock operations
256  *
257  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
258  * footprint.
259  *
260  */
261 struct array_cache {
262         unsigned int avail;
263         unsigned int limit;
264         unsigned int batchcount;
265         unsigned int touched;
266         spinlock_t lock;
267         void *entry[0]; /*
268                          * Must have this definition in here for the proper
269                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
270                          * the entries.
271                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
272                          */
273 };
274
275 /*
276  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
277  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
278  */
279 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
280 struct arraycache_init {
281         struct array_cache cache;
282         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
283 };
284
285 /*
286  * The slab lists for all objects.
287  */
288 struct kmem_list3 {
289         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
290         struct list_head slabs_full;
291         struct list_head slabs_free;
292         unsigned long free_objects;
293         unsigned int free_limit;
294         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
295         spinlock_t list_lock;
296         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
297         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
298         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
299         int free_touched;               /* updated without locking */
300 };
301
302 /*
303  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
304  */
305 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
306 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
307 #define CACHE_CACHE 0
308 #define SIZE_AC 1
309 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
310
311 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
312                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
313 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
314                         int node);
315 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
316 static void cache_reap(void *unused);
317
318 /*
319  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
320  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
321  */
322 static __always_inline int index_of(const size_t size)
323 {
324         extern void __bad_size(void);
325
326         if (__builtin_constant_p(size)) {
327                 int i = 0;
328
329 #define CACHE(x) \
330         if (size <=x) \
331                 return i; \
332         else \
333                 i++;
334 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
335 #undef CACHE
336                 __bad_size();
337         } else
338                 __bad_size();
339         return 0;
340 }
341
342 static int slab_early_init = 1;
343
344 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
345 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
346
347 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
348 {
349         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
350         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
352         parent->shared = NULL;
353         parent->alien = NULL;
354         parent->colour_next = 0;
355         spin_lock_init(&parent->list_lock);
356         parent->free_objects = 0;
357         parent->free_touched = 0;
358 }
359
360 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
361         do {                                                            \
362                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
363                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
364         } while (0)
365
366 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
367         do {                                                            \
368         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
369         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
371         } while (0)
372
373 /*
374  * struct kmem_cache
375  *
376  * manages a cache.
377  */
378
379 struct kmem_cache {
380 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
381         struct array_cache *array[NR_CPUS];
382 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
383         unsigned int batchcount;
384         unsigned int limit;
385         unsigned int shared;
386
387         unsigned int buffer_size;
388 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
389         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
390
391         unsigned int flags;             /* constant flags */
392         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
393
394 /* 4) cache_grow/shrink */
395         /* order of pgs per slab (2^n) */
396         unsigned int gfporder;
397
398         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
399         gfp_t gfpflags;
400
401         size_t colour;                  /* cache colouring range */
402         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
403         struct kmem_cache *slabp_cache;
404         unsigned int slab_size;
405         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
406
407         /* constructor func */
408         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
409
410         /* de-constructor func */
411         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
412
413 /* 5) cache creation/removal */
414         const char *name;
415         struct list_head next;
416
417 /* 6) statistics */
418 #if STATS
419         unsigned long num_active;
420         unsigned long num_allocations;
421         unsigned long high_mark;
422         unsigned long grown;
423         unsigned long reaped;
424         unsigned long errors;
425         unsigned long max_freeable;
426         unsigned long node_allocs;
427         unsigned long node_frees;
428         unsigned long node_overflow;
429         atomic_t allochit;
430         atomic_t allocmiss;
431         atomic_t freehit;
432         atomic_t freemiss;
433 #endif
434 #if DEBUG
435         /*
436          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
437          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
438          * object size including these internal fields, the following two
439          * variables contain the offset to the user object and its size.
440          */
441         int obj_offset;
442         int obj_size;
443 #endif
444 };
445
446 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
447 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
448
449 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
450 /*
451  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
452  * cpucache drain/refill cycles.
453  *
454  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
455  * which could lock up otherwise freeable slabs.
456  */
457 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
458 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
459
460 #if STATS
461 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
462 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
463 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
464 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
465 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
466 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
467         do {                                                            \
468                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
469                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
470         } while (0)
471 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
472 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
473 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
474 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
475 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
476         do {                                                            \
477                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
478                         (x)->max_freeable = i;                          \
479         } while (0)
480 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
481 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
482 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
483 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
484 #else
485 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
486 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
487 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
488 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
489 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
490 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
491 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
492 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
493 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
494 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
495 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
496 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
497 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
498 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
499 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
500 #endif
501
502 #if DEBUG
503
504 /*
505  * memory layout of objects:
506  * 0            : objp
507  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
508  *              the end of an object is aligned with the end of the real
509  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
510  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
511  *              redzone word.
512  * cachep->obj_offset: The real object.
513  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
514  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
515  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
516  */
517 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
518 {
519         return cachep->obj_offset;
520 }
521
522 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
523 {
524         return cachep->obj_size;
525 }
526
527 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
528 {
529         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
530         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
531 }
532
533 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
534 {
535         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
536         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
537                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
538                                          2 * BYTES_PER_WORD);
539         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
540 }
541
542 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
543 {
544         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
545         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
546 }
547
548 #else
549
550 #define obj_offset(x)                   0
551 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
552 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
553 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
554 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
555
556 #endif
557
558 /*
559  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
560  * order.
561  */
562 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
563 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
564 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
565 #elif defined(CONFIG_MMU)
566 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
567 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
568 #else
569 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
570 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
571 #endif
572
573 /*
574  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
575  */
576 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
577 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
578 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
579
580 /*
581  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
582  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
583  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
584  */
585 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
586 {
587         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
588 }
589
590 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
591 {
592         if (unlikely(PageCompound(page)))
593                 page = (struct page *)page_private(page);
594         BUG_ON(!PageSlab(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         BUG_ON(!PageSlab(page));
608         return (struct slab *)page->lru.prev;
609 }
610
611 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
612 {
613         struct page *page = virt_to_page(obj);
614         return page_get_cache(page);
615 }
616
617 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
618 {
619         struct page *page = virt_to_page(obj);
620         return page_get_slab(page);
621 }
622
623 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
624                                  unsigned int idx)
625 {
626         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
627 }
628
629 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
630                                         struct slab *slab, void *obj)
631 {
632         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
633 }
634
635 /*
636  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
637  */
638 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
639 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
640 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
641         CACHE(ULONG_MAX)
642 #undef CACHE
643 };
644 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
645
646 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
647 struct cache_names {
648         char *name;
649         char *name_dma;
650 };
651
652 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
653 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
654 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
655         {NULL,}
656 #undef CACHE
657 };
658
659 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
660     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
661 static struct arraycache_init initarray_generic =
662     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
663
664 /* internal cache of cache description objs */
665 static struct kmem_cache cache_cache = {
666         .batchcount = 1,
667         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
668         .shared = 1,
669         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
670         .name = "kmem_cache",
671 #if DEBUG
672         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
673 #endif
674 };
675
676 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
677
678 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
679
680 /*
681  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
682  * for other slabs "off slab".
683  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
684  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
685  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
686  *
687  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
688  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
689  * then comes back up during hotplug
690  */
691 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
692 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
693
694 static inline void init_lock_keys(void)
695
696 {
697         int q;
698         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
699
700         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
701                 for_each_node(q) {
702                         struct array_cache **alc;
703                         int r;
704                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
705                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
706                                 continue;
707                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
708                         alc = l3->alien;
709                         /*
710                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
711                          * should go away when common slab code is taught to
712                          * work even without alien caches.
713                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
714                          * for alloc_alien_cache,
715                          */
716                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
717                                 continue;
718                         for_each_node(r) {
719                                 if (alc[r])
720                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
721                                              &on_slab_alc_key);
722                         }
723                 }
724                 s++;
725         }
726 }
727 #else
728 static inline void init_lock_keys(void)
729 {
730 }
731 #endif
732
733 /* Guard access to the cache-chain. */
734 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
735 static struct list_head cache_chain;
736
737 /*
738  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many slab-allocated pages
739  * are possibly freeable under pressure
740  *
741  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
742  */
743 atomic_t slab_reclaim_pages;
744
745 /*
746  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
747  * until the general caches are up.
748  */
749 static enum {
750         NONE,
751         PARTIAL_AC,
752         PARTIAL_L3,
753         FULL
754 } g_cpucache_up;
755
756 /*
757  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
758  */
759 int slab_is_available(void)
760 {
761         return g_cpucache_up == FULL;
762 }
763
764 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
765
766 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
767 {
768         return cachep->array[smp_processor_id()];
769 }
770
771 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
772                                                         gfp_t gfpflags)
773 {
774         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
775
776 #if DEBUG
777         /* This happens if someone tries to call
778          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
779          * the generic caches are initialized.
780          */
781         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
782 #endif
783         while (size > csizep->cs_size)
784                 csizep++;
785
786         /*
787          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
788          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
789          * for large kmalloc calls required.
790          */
791         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
792                 return csizep->cs_dmacachep;
793         return csizep->cs_cachep;
794 }
795
796 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
797 {
798         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
799 }
800 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
801
802 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
803 {
804         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
805 }
806
807 /*
808  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
809  */
810 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
811                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
812                            unsigned int *num)
813 {
814         int nr_objs;
815         size_t mgmt_size;
816         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
817
818         /*
819          * The slab management structure can be either off the slab or
820          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
821          * slab is used for:
822          *
823          * - The struct slab
824          * - One kmem_bufctl_t for each object
825          * - Padding to respect alignment of @align
826          * - @buffer_size bytes for each object
827          *
828          * If the slab management structure is off the slab, then the
829          * alignment will already be calculated into the size. Because
830          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
831          * correct alignment when allocated.
832          */
833         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
834                 mgmt_size = 0;
835                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
836
837                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
838                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
839         } else {
840                 /*
841                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
842                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
843                  * least @align. In the worst case, this result will
844                  * be one greater than the number of objects that fit
845                  * into the memory allocation when taking the padding
846                  * into account.
847                  */
848                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
849                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
850
851                 /*
852                  * This calculated number will be either the right
853                  * amount, or one greater than what we want.
854                  */
855                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
856                        > slab_size)
857                         nr_objs--;
858
859                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
860                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
861
862                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
863         }
864         *num = nr_objs;
865         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
866 }
867
868 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
869
870 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
871                         char *msg)
872 {
873         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
874                function, cachep->name, msg);
875         dump_stack();
876 }
877
878 #ifdef CONFIG_NUMA
879 /*
880  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
881  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
882  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
883  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
884  */
885 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
886
887 static void init_reap_node(int cpu)
888 {
889         int node;
890
891         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
892         if (node == MAX_NUMNODES)
893                 node = first_node(node_online_map);
894
895         __get_cpu_var(reap_node) = node;
896 }
897
898 static void next_reap_node(void)
899 {
900         int node = __get_cpu_var(reap_node);
901
902         /*
903          * Also drain per cpu pages on remote zones
904          */
905         if (node != numa_node_id())
906                 drain_node_pages(node);
907
908         node = next_node(node, node_online_map);
909         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
910                 node = first_node(node_online_map);
911         __get_cpu_var(reap_node) = node;
912 }
913
914 #else
915 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
916 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
917 #endif
918
919 /*
920  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
921  * via the workqueue/eventd.
922  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
923  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
924  * lock.
925  */
926 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
927 {
928         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
929
930         /*
931          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
932          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
933          * at that time.
934          */
935         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
936                 init_reap_node(cpu);
937                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
938                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
939         }
940 }
941
942 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
943                                             int batchcount)
944 {
945         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
946         struct array_cache *nc = NULL;
947
948         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
949         if (nc) {
950                 nc->avail = 0;
951                 nc->limit = entries;
952                 nc->batchcount = batchcount;
953                 nc->touched = 0;
954                 spin_lock_init(&nc->lock);
955         }
956         return nc;
957 }
958
959 /*
960  * Transfer objects in one arraycache to another.
961  * Locking must be handled by the caller.
962  *
963  * Return the number of entries transferred.
964  */
965 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
966                 struct array_cache *from, unsigned int max)
967 {
968         /* Figure out how many entries to transfer */
969         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
970
971         if (!nr)
972                 return 0;
973
974         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
975                         sizeof(void *) *nr);
976
977         from->avail -= nr;
978         to->avail += nr;
979         to->touched = 1;
980         return nr;
981 }
982
983 #ifdef CONFIG_NUMA
984 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
985 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
986
987 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
988 {
989         struct array_cache **ac_ptr;
990         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
991         int i;
992
993         if (limit > 1)
994                 limit = 12;
995         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
996         if (ac_ptr) {
997                 for_each_node(i) {
998                         if (i == node || !node_online(i)) {
999                                 ac_ptr[i] = NULL;
1000                                 continue;
1001                         }
1002                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1003                         if (!ac_ptr[i]) {
1004                                 for (i--; i <= 0; i--)
1005                                         kfree(ac_ptr[i]);
1006                                 kfree(ac_ptr);
1007                                 return NULL;
1008                         }
1009                 }
1010         }
1011         return ac_ptr;
1012 }
1013
1014 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1015 {
1016         int i;
1017
1018         if (!ac_ptr)
1019                 return;
1020         for_each_node(i)
1021             kfree(ac_ptr[i]);
1022         kfree(ac_ptr);
1023 }
1024
1025 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1026                                 struct array_cache *ac, int node)
1027 {
1028         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1029
1030         if (ac->avail) {
1031                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1032                 /*
1033                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1034                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1035                  * into the free lists and getting them back later.
1036                  */
1037                 if (rl3->shared)
1038                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1039
1040                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1041                 ac->avail = 0;
1042                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1043         }
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1048  */
1049 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1050 {
1051         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1052
1053         if (l3->alien) {
1054                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1055
1056                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1057                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1058                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1059                 }
1060         }
1061 }
1062
1063 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1064                                 struct array_cache **alien)
1065 {
1066         int i = 0;
1067         struct array_cache *ac;
1068         unsigned long flags;
1069
1070         for_each_online_node(i) {
1071                 ac = alien[i];
1072                 if (ac) {
1073                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1074                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1075                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1076                 }
1077         }
1078 }
1079
1080 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1081 {
1082         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1083         int nodeid = slabp->nodeid;
1084         struct kmem_list3 *l3;
1085         struct array_cache *alien = NULL;
1086
1087         /*
1088          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1089          * cache on this cpu.
1090          */
1091         if (likely(slabp->nodeid == numa_node_id()))
1092                 return 0;
1093
1094         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
1095         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1096         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1097                 alien = l3->alien[nodeid];
1098                 spin_lock(&alien->lock);
1099                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1100                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1101                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1102                 }
1103                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1104                 spin_unlock(&alien->lock);
1105         } else {
1106                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1107                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1108                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1109         }
1110         return 1;
1111 }
1112
1113 #else
1114
1115 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1116 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1117
1118 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1119 {
1120         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1121 }
1122
1123 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1124 {
1125 }
1126
1127 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1128 {
1129         return 0;
1130 }
1131
1132 #endif
1133
1134 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1135                                     unsigned long action, void *hcpu)
1136 {
1137         long cpu = (long)hcpu;
1138         struct kmem_cache *cachep;
1139         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1140         int node = cpu_to_node(cpu);
1141         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1142
1143         switch (action) {
1144         case CPU_UP_PREPARE:
1145                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1146                 /*
1147                  * We need to do this right in the beginning since
1148                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1149                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1150                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1151                  */
1152
1153                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1154                         /*
1155                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1156                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1157                          * node has not already allocated this
1158                          */
1159                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1160                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1161                                 if (!l3)
1162                                         goto bad;
1163                                 kmem_list3_init(l3);
1164                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1165                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1166
1167                                 /*
1168                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1169                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1170                                  * protection here.
1171                                  */
1172                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1173                         }
1174
1175                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1176                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1177                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1178                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1179                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1180                 }
1181
1182                 /*
1183                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1184                  * array caches
1185                  */
1186                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1187                         struct array_cache *nc;
1188                         struct array_cache *shared;
1189                         struct array_cache **alien;
1190
1191                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1192                                                 cachep->batchcount);
1193                         if (!nc)
1194                                 goto bad;
1195                         shared = alloc_arraycache(node,
1196                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1197                                         0xbaadf00d);
1198                         if (!shared)
1199                                 goto bad;
1200
1201                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1202                         if (!alien)
1203                                 goto bad;
1204                         cachep->array[cpu] = nc;
1205                         l3 = cachep->nodelists[node];
1206                         BUG_ON(!l3);
1207
1208                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1209                         if (!l3->shared) {
1210                                 /*
1211                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1212                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1213                                  */
1214                                 l3->shared = shared;
1215                                 shared = NULL;
1216                         }
1217 #ifdef CONFIG_NUMA
1218                         if (!l3->alien) {
1219                                 l3->alien = alien;
1220                                 alien = NULL;
1221                         }
1222 #endif
1223                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1224                         kfree(shared);
1225                         free_alien_cache(alien);
1226                 }
1227                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1228                 break;
1229         case CPU_ONLINE:
1230                 start_cpu_timer(cpu);
1231                 break;
1232 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1233         case CPU_DEAD:
1234                 /*
1235                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1236                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1237                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1238                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1239                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1240                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1241                  */
1242                 /* fall thru */
1243         case CPU_UP_CANCELED:
1244                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1245                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1246                         struct array_cache *nc;
1247                         struct array_cache *shared;
1248                         struct array_cache **alien;
1249                         cpumask_t mask;
1250
1251                         mask = node_to_cpumask(node);
1252                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1253                         nc = cachep->array[cpu];
1254                         cachep->array[cpu] = NULL;
1255                         l3 = cachep->nodelists[node];
1256
1257                         if (!l3)
1258                                 goto free_array_cache;
1259
1260                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1261
1262                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1263                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1264                         if (nc)
1265                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1266
1267                         if (!cpus_empty(mask)) {
1268                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1269                                 goto free_array_cache;
1270                         }
1271
1272                         shared = l3->shared;
1273                         if (shared) {
1274                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1275                                            l3->shared->avail, node);
1276                                 l3->shared = NULL;
1277                         }
1278
1279                         alien = l3->alien;
1280                         l3->alien = NULL;
1281
1282                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1283
1284                         kfree(shared);
1285                         if (alien) {
1286                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1287                                 free_alien_cache(alien);
1288                         }
1289 free_array_cache:
1290                         kfree(nc);
1291                 }
1292                 /*
1293                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1294                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1295                  * shrink each nodelist to its limit.
1296                  */
1297                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1298                         l3 = cachep->nodelists[node];
1299                         if (!l3)
1300                                 continue;
1301                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1302                 }
1303                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1304                 break;
1305 #endif
1306         }
1307         return NOTIFY_OK;
1308 bad:
1309         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1310         return NOTIFY_BAD;
1311 }
1312
1313 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1314         &cpuup_callback, NULL, 0
1315 };
1316
1317 /*
1318  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1319  */
1320 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1321                         int nodeid)
1322 {
1323         struct kmem_list3 *ptr;
1324
1325         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1326         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1327         BUG_ON(!ptr);
1328
1329         local_irq_disable();
1330         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1331         /*
1332          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1333          */
1334         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1335
1336         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1337         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1338         local_irq_enable();
1339 }
1340
1341 /*
1342  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1343  * before smp_init().
1344  */
1345 void __init kmem_cache_init(void)
1346 {
1347         size_t left_over;
1348         struct cache_sizes *sizes;
1349         struct cache_names *names;
1350         int i;
1351         int order;
1352
1353         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1354                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1355                 if (i < MAX_NUMNODES)
1356                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1357         }
1358
1359         /*
1360          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1361          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1362          */
1363         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1364                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1365
1366         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1367          * from caches that do not exist yet:
1368          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1369          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1370          *    cache_cache is statically allocated.
1371          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1372          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1373          *    array at the end of the bootstrap.
1374          * 2) Create the first kmalloc cache.
1375          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1376          *    An __init data area is used for the head array.
1377          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1378          *    head arrays.
1379          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1380          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1381          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1382          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1383          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1384          */
1385
1386         /* 1) create the cache_cache */
1387         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1388         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1389         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1390         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1391         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1392
1393         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1394                                         cache_line_size());
1395
1396         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1397                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1398                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1399                 if (cache_cache.num)
1400                         break;
1401         }
1402         BUG_ON(!cache_cache.num);
1403         cache_cache.gfporder = order;
1404         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1405         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1406                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1407
1408         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1409         sizes = malloc_sizes;
1410         names = cache_names;
1411
1412         /*
1413          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1414          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1415          * bug.
1416          */
1417
1418         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1419                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1420                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1421                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1422                                         NULL, NULL);
1423
1424         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1425                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1426                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1427                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1428                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1429                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1430                                 NULL, NULL);
1431         }
1432
1433         slab_early_init = 0;
1434
1435         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1436                 /*
1437                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1438                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1439                  * eliminates "false sharing".
1440                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1441                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1442                  */
1443                 if (!sizes->cs_cachep) {
1444                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1445                                         sizes->cs_size,
1446                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1447                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1448                                         NULL, NULL);
1449                 }
1450
1451                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1452                                         sizes->cs_size,
1453                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1454                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1455                                                 SLAB_PANIC,
1456                                         NULL, NULL);
1457                 sizes++;
1458                 names++;
1459         }
1460         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1461         {
1462                 struct array_cache *ptr;
1463
1464                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1465
1466                 local_irq_disable();
1467                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1468                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1469                        sizeof(struct arraycache_init));
1470                 /*
1471                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1472                  */
1473                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1474
1475                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1476                 local_irq_enable();
1477
1478                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1479
1480                 local_irq_disable();
1481                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1482                        != &initarray_generic.cache);
1483                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1484                        sizeof(struct arraycache_init));
1485                 /*
1486                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1487                  */
1488                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1489
1490                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1491                     ptr;
1492                 local_irq_enable();
1493         }
1494         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1495         {
1496                 int node;
1497                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1498                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1499                           numa_node_id());
1500
1501                 for_each_online_node(node) {
1502                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1503                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1504
1505                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1506                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1507                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1508                                           node);
1509                         }
1510                 }
1511         }
1512
1513         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1514         {
1515                 struct kmem_cache *cachep;
1516                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1517                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1518                         enable_cpucache(cachep);
1519                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1520         }
1521
1522         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1523         init_lock_keys();
1524
1525
1526         /* Done! */
1527         g_cpucache_up = FULL;
1528
1529         /*
1530          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1531          * cpu_cache_get for all new cpus
1532          */
1533         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1534
1535         /*
1536          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1537          * of the kernel is not yet operational.
1538          */
1539 }
1540
1541 static int __init cpucache_init(void)
1542 {
1543         int cpu;
1544
1545         /*
1546          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1547          */
1548         for_each_online_cpu(cpu)
1549                 start_cpu_timer(cpu);
1550         return 0;
1551 }
1552 __initcall(cpucache_init);
1553
1554 /*
1555  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1556  *
1557  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1558  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1559  * would be relatively rare and ignorable.
1560  */
1561 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1562 {
1563         struct page *page;
1564         int nr_pages;
1565         int i;
1566
1567 #ifndef CONFIG_MMU
1568         /*
1569          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1570          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1571          */
1572         flags |= __GFP_COMP;
1573 #endif
1574         flags |= cachep->gfpflags;
1575
1576         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1577         if (!page)
1578                 return NULL;
1579
1580         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1581         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1582                 atomic_add(nr_pages, &slab_reclaim_pages);
1583         add_zone_page_state(page_zone(page), NR_SLAB, nr_pages);
1584         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1585                 __SetPageSlab(page + i);
1586         return page_address(page);
1587 }
1588
1589 /*
1590  * Interface to system's page release.
1591  */
1592 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1593 {
1594         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1595         struct page *page = virt_to_page(addr);
1596         const unsigned long nr_freed = i;
1597
1598         sub_zone_page_state(page_zone(page), NR_SLAB, nr_freed);
1599         while (i--) {
1600                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1601                 __ClearPageSlab(page);
1602                 page++;
1603         }
1604         if (current->reclaim_state)
1605                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1606         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1607         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1608                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1609 }
1610
1611 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1612 {
1613         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1614         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1615
1616         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1617         if (OFF_SLAB(cachep))
1618                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1619 }
1620
1621 #if DEBUG
1622
1623 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1624 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1625                             unsigned long caller)
1626 {
1627         int size = obj_size(cachep);
1628
1629         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1630
1631         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1632                 return;
1633
1634         *addr++ = 0x12345678;
1635         *addr++ = caller;
1636         *addr++ = smp_processor_id();
1637         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1638         {
1639                 unsigned long *sptr = &caller;
1640                 unsigned long svalue;
1641
1642                 while (!kstack_end(sptr)) {
1643                         svalue = *sptr++;
1644                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1645                                 *addr++ = svalue;
1646                                 size -= sizeof(unsigned long);
1647                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1648                                         break;
1649                         }
1650                 }
1651
1652         }
1653         *addr++ = 0x87654321;
1654 }
1655 #endif
1656
1657 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1658 {
1659         int size = obj_size(cachep);
1660         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1661
1662         memset(addr, val, size);
1663         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1664 }
1665
1666 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1667 {
1668         int i;
1669         unsigned char total = 0, bad_count = 0, errors;
1670         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1671         for (i = 0; i < limit; i++) {
1672                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1673                         total += data[offset + i];
1674                         bad_count++;
1675                 }
1676                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1677         }
1678         printk("\n");
1679
1680         if (bad_count == 1) {
1681                 errors = total ^ POISON_FREE;
1682                 if (errors && !(errors & (errors-1))) {
1683                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably bad RAM.\n");
1684 #ifdef CONFIG_X86
1685                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory test tool.\n");
1686 #else
1687                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1688 #endif
1689                 }
1690         }
1691 }
1692 #endif
1693
1694 #if DEBUG
1695
1696 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1697 {
1698         int i, size;
1699         char *realobj;
1700
1701         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1702                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1703                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1704                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1705         }
1706
1707         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1708                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1709                         *dbg_userword(cachep, objp));
1710                 print_symbol("(%s)",
1711                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1712                 printk("\n");
1713         }
1714         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1715         size = obj_size(cachep);
1716         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1717                 int limit;
1718                 limit = 16;
1719                 if (i + limit > size)
1720                         limit = size - i;
1721                 dump_line(realobj, i, limit);
1722         }
1723 }
1724
1725 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1726 {
1727         char *realobj;
1728         int size, i;
1729         int lines = 0;
1730
1731         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1732         size = obj_size(cachep);
1733
1734         for (i = 0; i < size; i++) {
1735                 char exp = POISON_FREE;
1736                 if (i == size - 1)
1737                         exp = POISON_END;
1738                 if (realobj[i] != exp) {
1739                         int limit;
1740                         /* Mismatch ! */
1741                         /* Print header */
1742                         if (lines == 0) {
1743                                 printk(KERN_ERR
1744                                         "Slab corruption: (%s) start=%p, len=%d\n",
1745                                         print_tainted(), realobj, size);
1746                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1747                                 dump_stack();
1748                         }
1749                         /* Hexdump the affected line */
1750                         i = (i / 16) * 16;
1751                         limit = 16;
1752                         if (i + limit > size)
1753                                 limit = size - i;
1754                         dump_line(realobj, i, limit);
1755                         i += 16;
1756                         lines++;
1757                         /* Limit to 5 lines */
1758                         if (lines > 5)
1759                                 break;
1760                 }
1761         }
1762         if (lines != 0) {
1763                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1764                  * exist:
1765                  */
1766                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1767                 unsigned int objnr;
1768
1769                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1770                 if (objnr) {
1771                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1772                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1773                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1774                                realobj, size);
1775                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1776                 }
1777                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1778                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1779                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1780                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1781                                realobj, size);
1782                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1783                 }
1784         }
1785 }
1786 #endif
1787
1788 #if DEBUG
1789 /**
1790  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1791  * @cachep: cache pointer being destroyed
1792  * @slabp: slab pointer being destroyed
1793  *
1794  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1795  * destroyed.
1796  */
1797 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1798 {
1799         int i;
1800         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1801                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1802
1803                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1804 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1805                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1806                                         OFF_SLAB(cachep))
1807                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1808                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1809                         else
1810                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1811 #else
1812                         check_poison_obj(cachep, objp);
1813 #endif
1814                 }
1815                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1816                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1817                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1818                                            "was overwritten");
1819                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1820                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1821                                            "was overwritten");
1822                 }
1823                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1824                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1825         }
1826 }
1827 #else
1828 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1829 {
1830         if (cachep->dtor) {
1831                 int i;
1832                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1833                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1834                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1835                 }
1836         }
1837 }
1838 #endif
1839
1840 /**
1841  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1842  * @cachep: cache pointer being destroyed
1843  * @slabp: slab pointer being destroyed
1844  *
1845  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1846  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1847  * cache-lock is not held/needed.
1848  */
1849 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1850 {
1851         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1852
1853         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1854         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1855                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1856
1857                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1858                 slab_rcu->cachep = cachep;
1859                 slab_rcu->addr = addr;
1860                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1861         } else {
1862                 kmem_freepages(cachep, addr);
1863                 if (OFF_SLAB(cachep))
1864                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1865         }
1866 }
1867
1868 /*
1869  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1870  * size of kmem_list3.
1871  */
1872 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1873 {
1874         int node;
1875
1876         for_each_online_node(node) {
1877                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1878                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1879                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1880                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1881         }
1882 }
1883
1884 /**
1885  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1886  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1887  * @size: size of objects to be created in this cache.
1888  * @align: required alignment for the objects.
1889  * @flags: slab allocation flags
1890  *
1891  * Also calculates the number of objects per slab.
1892  *
1893  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1894  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1895  * towards high-order requests, this should be changed.
1896  */
1897 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1898                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1899 {
1900         unsigned long offslab_limit;
1901         size_t left_over = 0;
1902         int gfporder;
1903
1904         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1905                 unsigned int num;
1906                 size_t remainder;
1907
1908                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1909                 if (!num)
1910                         continue;
1911
1912                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1913                         /*
1914                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1915                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1916                          * looping condition in cache_grow().
1917                          */
1918                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1919                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1920
1921                         if (num > offslab_limit)
1922                                 break;
1923                 }
1924
1925                 /* Found something acceptable - save it away */
1926                 cachep->num = num;
1927                 cachep->gfporder = gfporder;
1928                 left_over = remainder;
1929
1930                 /*
1931                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1932                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1933                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1934                  */
1935                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1936                         break;
1937
1938                 /*
1939                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1940                  * currently bad for the gfp()s.
1941                  */
1942                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1943                         break;
1944
1945                 /*
1946                  * Acceptable internal fragmentation?
1947                  */
1948                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1949                         break;
1950         }
1951         return left_over;
1952 }
1953
1954 static void setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1955 {
1956         if (g_cpucache_up == FULL) {
1957                 enable_cpucache(cachep);
1958                 return;
1959         }
1960         if (g_cpucache_up == NONE) {
1961                 /*
1962                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
1963                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
1964                  * further caches will BUG().
1965                  */
1966                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1967
1968                 /*
1969                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
1970                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
1971                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
1972                  */
1973                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1974                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1975                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1976                 else
1977                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1978         } else {
1979                 cachep->array[smp_processor_id()] =
1980                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1981
1982                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1983                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1984                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1985                 } else {
1986                         int node;
1987                         for_each_online_node(node) {
1988                                 cachep->nodelists[node] =
1989                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1990                                                 GFP_KERNEL, node);
1991                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1992                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1993                         }
1994                 }
1995         }
1996         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1997                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1998                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1999
2000         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2001         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2002         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2003         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2004         cachep->batchcount = 1;
2005         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2006 }
2007
2008 /**
2009  * kmem_cache_create - Create a cache.
2010  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2011  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2012  * @align: The required alignment for the objects.
2013  * @flags: SLAB flags
2014  * @ctor: A constructor for the objects.
2015  * @dtor: A destructor for the objects.
2016  *
2017  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2018  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2019  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2020  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2021  *
2022  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2023  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2024  *
2025  * The flags are
2026  *
2027  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2028  * to catch references to uninitialised memory.
2029  *
2030  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2031  * for buffer overruns.
2032  *
2033  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2034  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2035  * as davem.
2036  */
2037 struct kmem_cache *
2038 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2039         unsigned long flags,
2040         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2041         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2042 {
2043         size_t left_over, slab_size, ralign;
2044         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2045
2046         /*
2047          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2048          */
2049         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2050             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
2051                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2052                                 name);
2053                 BUG();
2054         }
2055
2056         /*
2057          * Prevent CPUs from coming and going.
2058          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
2059          */
2060         lock_cpu_hotplug();
2061
2062         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2063
2064         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2065                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
2066                 char tmp;
2067                 int res;
2068
2069                 /*
2070                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2071                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2072                  * area of the module.  Print a warning.
2073                  */
2074                 set_fs(KERNEL_DS);
2075                 res = __get_user(tmp, pc->name);
2076                 set_fs(old_fs);
2077                 if (res) {
2078                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2079                                pc->buffer_size);
2080                         continue;
2081                 }
2082
2083                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2084                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2085                         dump_stack();
2086                         goto oops;
2087                 }
2088         }
2089
2090 #if DEBUG
2091         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2092         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
2093                 /* No constructor, but inital state check requested */
2094                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
2095                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
2096                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
2097         }
2098 #if FORCED_DEBUG
2099         /*
2100          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2101          * large objects, if the increased size would increase the object size
2102          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2103          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2104          */
2105         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2106                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2107         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2108                 flags |= SLAB_POISON;
2109 #endif
2110         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2111                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2112 #endif
2113         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2114                 BUG_ON(dtor);
2115
2116         /*
2117          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2118          * isn't available.
2119          */
2120         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2121
2122         /*
2123          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2124          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2125          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2126          */
2127         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2128                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2129                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2130         }
2131
2132         /* calculate the final buffer alignment: */
2133
2134         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2135         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2136                 /*
2137                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2138                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2139                  * one cacheline.
2140                  */
2141                 ralign = cache_line_size();
2142                 while (size <= ralign / 2)
2143                         ralign /= 2;
2144         } else {
2145                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2146         }
2147         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
2148         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2149                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2150                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2151                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2152         }
2153         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
2154         if (ralign < align) {
2155                 ralign = align;
2156                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2157                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2158         }
2159         /*
2160          * 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
2161          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
2162          */
2163         align = ralign;
2164
2165         /* Get cache's description obj. */
2166         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
2167         if (!cachep)
2168                 goto oops;
2169
2170 #if DEBUG
2171         cachep->obj_size = size;
2172
2173         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2174                 /* redzoning only works with word aligned caches */
2175                 align = BYTES_PER_WORD;
2176
2177                 /* add space for red zone words */
2178                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2179                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2180         }
2181         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2182                 /* user store requires word alignment and
2183                  * one word storage behind the end of the real
2184                  * object.
2185                  */
2186                 align = BYTES_PER_WORD;
2187                 size += BYTES_PER_WORD;
2188         }
2189 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2190         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2191             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2192                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2193                 size = PAGE_SIZE;
2194         }
2195 #endif
2196 #endif
2197
2198         /*
2199          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2200          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2201          * it too early on.)
2202          */
2203         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2204                 /*
2205                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2206                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2207                  */
2208                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2209
2210         size = ALIGN(size, align);
2211
2212         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2213
2214         if (!cachep->num) {
2215                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2216                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2217                 cachep = NULL;
2218                 goto oops;
2219         }
2220         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2221                           + sizeof(struct slab), align);
2222
2223         /*
2224          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2225          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2226          */
2227         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2228                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2229                 left_over -= slab_size;
2230         }
2231
2232         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2233                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2234                 slab_size =
2235                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2236         }
2237
2238         cachep->colour_off = cache_line_size();
2239         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2240         if (cachep->colour_off < align)
2241                 cachep->colour_off = align;
2242         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2243         cachep->slab_size = slab_size;
2244         cachep->flags = flags;
2245         cachep->gfpflags = 0;
2246         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2247                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2248         cachep->buffer_size = size;
2249
2250         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
2251                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2252         cachep->ctor = ctor;
2253         cachep->dtor = dtor;
2254         cachep->name = name;
2255
2256
2257         setup_cpu_cache(cachep);
2258
2259         /* cache setup completed, link it into the list */
2260         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2261 oops:
2262         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2263                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2264                       name);
2265         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2266         unlock_cpu_hotplug();
2267         return cachep;
2268 }
2269 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2270
2271 #if DEBUG
2272 static void check_irq_off(void)
2273 {
2274         BUG_ON(!irqs_disabled());
2275 }
2276
2277 static void check_irq_on(void)
2278 {
2279         BUG_ON(irqs_disabled());
2280 }
2281
2282 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2283 {
2284 #ifdef CONFIG_SMP
2285         check_irq_off();
2286         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2287 #endif
2288 }
2289
2290 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2291 {
2292 #ifdef CONFIG_SMP
2293         check_irq_off();
2294         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2295 #endif
2296 }
2297
2298 #else
2299 #define check_irq_off() do { } while(0)
2300 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2301 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2302 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2303 #endif
2304
2305 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2306                         struct array_cache *ac,
2307                         int force, int node);
2308
2309 static void do_drain(void *arg)
2310 {
2311         struct kmem_cache *cachep = arg;
2312         struct array_cache *ac;
2313         int node = numa_node_id();
2314
2315         check_irq_off();
2316         ac = cpu_cache_get(cachep);
2317         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2318         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2319         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2320         ac->avail = 0;
2321 }
2322
2323 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2324 {
2325         struct kmem_list3 *l3;
2326         int node;
2327
2328         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2329         check_irq_on();
2330         for_each_online_node(node) {
2331                 l3 = cachep->nodelists[node];
2332                 if (l3 && l3->alien)
2333                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2334         }
2335
2336         for_each_online_node(node) {
2337                 l3 = cachep->nodelists[node];
2338                 if (l3)
2339                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2340         }
2341 }
2342
2343 /*
2344  * Remove slabs from the list of free slabs.
2345  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2346  *
2347  * Returns the actual number of slabs released.
2348  */
2349 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2350                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2351 {
2352         struct list_head *p;
2353         int nr_freed;
2354         struct slab *slabp;
2355
2356         nr_freed = 0;
2357         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2358
2359                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2360                 p = l3->slabs_free.prev;
2361                 if (p == &l3->slabs_free) {
2362                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2363                         goto out;
2364                 }
2365
2366                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2367 #if DEBUG
2368                 BUG_ON(slabp->inuse);
2369 #endif
2370                 list_del(&slabp->list);
2371                 /*
2372                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2373                  * to the cache.
2374                  */
2375                 l3->free_objects -= cache->num;
2376                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2377                 slab_destroy(cache, slabp);
2378                 nr_freed++;
2379         }
2380 out:
2381         return nr_freed;
2382 }
2383
2384 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2385 {
2386         int ret = 0, i = 0;
2387         struct kmem_list3 *l3;
2388
2389         drain_cpu_caches(cachep);
2390
2391         check_irq_on();
2392         for_each_online_node(i) {
2393                 l3 = cachep->nodelists[i];
2394                 if (!l3)
2395                         continue;
2396
2397                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2398
2399                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2400                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2401         }
2402         return (ret ? 1 : 0);
2403 }
2404
2405 /**
2406  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2407  * @cachep: The cache to shrink.
2408  *
2409  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2410  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2411  */
2412 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2413 {
2414         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2415
2416         return __cache_shrink(cachep);
2417 }
2418 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2419
2420 /**
2421  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2422  * @cachep: the cache to destroy
2423  *
2424  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2425  * Returns 0 on success.
2426  *
2427  * It is expected this function will be called by a module when it is
2428  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2429  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2430  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2431  *
2432  * The cache must be empty before calling this function.
2433  *
2434  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2435  * during the kmem_cache_destroy().
2436  */
2437 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2438 {
2439         int i;
2440         struct kmem_list3 *l3;
2441
2442         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2443
2444         /* Don't let CPUs to come and go */
2445         lock_cpu_hotplug();
2446
2447         /* Find the cache in the chain of caches. */
2448         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2449         /*
2450          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2451          */
2452         list_del(&cachep->next);
2453         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2454
2455         if (__cache_shrink(cachep)) {
2456                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2457                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2458                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2459                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2460                 unlock_cpu_hotplug();
2461                 return 1;
2462         }
2463
2464         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2465                 synchronize_rcu();
2466
2467         for_each_online_cpu(i)
2468             kfree(cachep->array[i]);
2469
2470         /* NUMA: free the list3 structures */
2471         for_each_online_node(i) {
2472                 l3 = cachep->nodelists[i];
2473                 if (l3) {
2474                         kfree(l3->shared);
2475                         free_alien_cache(l3->alien);
2476                         kfree(l3);
2477                 }
2478         }
2479         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2480         unlock_cpu_hotplug();
2481         return 0;
2482 }
2483 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2484
2485 /* Get the memory for a slab management obj. */
2486 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2487                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2488                                    int nodeid)
2489 {
2490         struct slab *slabp;
2491
2492         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2493                 /* Slab management obj is off-slab. */
2494                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2495                                               local_flags, nodeid);
2496                 if (!slabp)
2497                         return NULL;
2498         } else {
2499                 slabp = objp + colour_off;
2500                 colour_off += cachep->slab_size;
2501         }
2502         slabp->inuse = 0;
2503         slabp->colouroff = colour_off;
2504         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2505         slabp->nodeid = nodeid;
2506         return slabp;
2507 }
2508
2509 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2510 {
2511         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2512 }
2513
2514 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2515                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2516 {
2517         int i;
2518
2519         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2520                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2521 #if DEBUG
2522                 /* need to poison the objs? */
2523                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2524                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2525                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2526                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2527
2528                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2529                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2530                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2531                 }
2532                 /*
2533                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2534                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2535                  * They must also be threaded.
2536                  */
2537                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2538                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2539                                      ctor_flags);
2540
2541                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2542                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2543                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2544                                            " end of an object");
2545                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2546                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2547                                            " start of an object");
2548                 }
2549                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2550                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2551                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2552                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2553 #else
2554                 if (cachep->ctor)
2555                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2556 #endif
2557                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2558         }
2559         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2560         slabp->free = 0;
2561 }
2562
2563 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2564 {
2565         if (flags & SLAB_DMA)
2566                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2567         else
2568                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2569 }
2570
2571 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2572                                 int nodeid)
2573 {
2574         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2575         kmem_bufctl_t next;
2576
2577         slabp->inuse++;
2578         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2579 #if DEBUG
2580         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2581         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2582 #endif
2583         slabp->free = next;
2584
2585         return objp;
2586 }
2587
2588 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2589                                 void *objp, int nodeid)
2590 {
2591         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2592
2593 #if DEBUG
2594         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2595         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2596
2597         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2598                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2599                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2600                 BUG();
2601         }
2602 #endif
2603         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2604         slabp->free = objnr;
2605         slabp->inuse--;
2606 }
2607
2608 /*
2609  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2610  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2611  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2612  */
2613 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2614                            void *addr)
2615 {
2616         int nr_pages;
2617         struct page *page;
2618
2619         page = virt_to_page(addr);
2620
2621         nr_pages = 1;
2622         if (likely(!PageCompound(page)))
2623                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2624
2625         do {
2626                 page_set_cache(page, cache);
2627                 page_set_slab(page, slab);
2628                 page++;
2629         } while (--nr_pages);
2630 }
2631
2632 /*
2633  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2634  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2635  */
2636 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2637 {
2638         struct slab *slabp;
2639         void *objp;
2640         size_t offset;
2641         gfp_t local_flags;
2642         unsigned long ctor_flags;
2643         struct kmem_list3 *l3;
2644
2645         /*
2646          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2647          * critical path in kmem_cache_alloc().
2648          */
2649         BUG_ON(flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW));
2650         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2651                 return 0;
2652
2653         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2654         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2655         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2656                 /*
2657                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2658                  * this - it might need to know...
2659                  */
2660                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2661
2662         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2663         check_irq_off();
2664         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2665         spin_lock(&l3->list_lock);
2666
2667         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2668         offset = l3->colour_next;
2669         l3->colour_next++;
2670         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2671                 l3->colour_next = 0;
2672         spin_unlock(&l3->list_lock);
2673
2674         offset *= cachep->colour_off;
2675
2676         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2677                 local_irq_enable();
2678
2679         /*
2680          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2681          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2682          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2683          * will eventually be caught here (where it matters).
2684          */
2685         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2686
2687         /*
2688          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2689          * 'nodeid'.
2690          */
2691         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2692         if (!objp)
2693                 goto failed;
2694
2695         /* Get slab management. */
2696         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags, nodeid);
2697         if (!slabp)
2698                 goto opps1;
2699
2700         slabp->nodeid = nodeid;
2701         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2702
2703         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2704
2705         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2706                 local_irq_disable();
2707         check_irq_off();
2708         spin_lock(&l3->list_lock);
2709
2710         /* Make slab active. */
2711         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2712         STATS_INC_GROWN(cachep);
2713         l3->free_objects += cachep->num;
2714         spin_unlock(&l3->list_lock);
2715         return 1;
2716 opps1:
2717         kmem_freepages(cachep, objp);
2718 failed:
2719         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2720                 local_irq_disable();
2721         return 0;
2722 }
2723
2724 #if DEBUG
2725
2726 /*
2727  * Perform extra freeing checks:
2728  * - detect bad pointers.
2729  * - POISON/RED_ZONE checking
2730  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2731  */
2732 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2733 {
2734         struct page *page;
2735
2736         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2737                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2738                        (unsigned long)objp);
2739                 BUG();
2740         }
2741         page = virt_to_page(objp);
2742         if (!PageSlab(page)) {
2743                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2744                        (unsigned long)objp);
2745                 BUG();
2746         }
2747 }
2748
2749 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2750 {
2751         unsigned long redzone1, redzone2;
2752
2753         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2754         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2755
2756         /*
2757          * Redzone is ok.
2758          */
2759         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2760                 return;
2761
2762         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2763                 slab_error(cache, "double free detected");
2764         else
2765                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2766
2767         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2768                         obj, redzone1, redzone2);
2769 }
2770
2771 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2772                                    void *caller)
2773 {
2774         struct page *page;
2775         unsigned int objnr;
2776         struct slab *slabp;
2777
2778         objp -= obj_offset(cachep);
2779         kfree_debugcheck(objp);
2780         page = virt_to_page(objp);
2781
2782         slabp = page_get_slab(page);
2783
2784         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2785                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2786                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2787                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2788         }
2789         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2790                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2791
2792         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2793
2794         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2795         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2796
2797         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2798                 /*
2799                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2800                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2801                  * the cache-lock held.
2802                  */
2803                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2804                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2805         }
2806         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2807                 /* we want to cache poison the object,
2808                  * call the destruction callback
2809                  */
2810                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2811         }
2812 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2813         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2814 #endif
2815         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2816 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2817                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2818                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2819                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2820                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2821                 } else {
2822                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2823                 }
2824 #else
2825                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2826 #endif
2827         }
2828         return objp;
2829 }
2830
2831 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2832 {
2833         kmem_bufctl_t i;
2834         int entries = 0;
2835
2836         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2837         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2838                 entries++;
2839                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2840                         goto bad;
2841         }
2842         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2843 bad:
2844                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2845                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2846                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2847                 for (i = 0;
2848                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2849                      i++) {
2850                         if (i % 16 == 0)
2851                                 printk("\n%03x:", i);
2852                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2853                 }
2854                 printk("\n");
2855                 BUG();
2856         }
2857 }
2858 #else
2859 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2860 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2861 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2862 #endif
2863
2864 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2865 {
2866         int batchcount;
2867         struct kmem_list3 *l3;
2868         struct array_cache *ac;
2869
2870         check_irq_off();
2871         ac = cpu_cache_get(cachep);
2872 retry:
2873         batchcount = ac->batchcount;
2874         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2875                 /*
2876                  * If there was little recent activity on this cache, then
2877                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2878                  * refill bouncing.
2879                  */
2880                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2881         }
2882         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2883
2884         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2885         spin_lock(&l3->list_lock);
2886
2887         /* See if we can refill from the shared array */
2888         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2889                 goto alloc_done;
2890
2891         while (batchcount > 0) {
2892                 struct list_head *entry;
2893                 struct slab *slabp;
2894                 /* Get slab alloc is to come from. */
2895                 entry = l3->slabs_partial.next;
2896                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2897                         l3->free_touched = 1;
2898                         entry = l3->slabs_free.next;
2899                         if (entry == &l3->slabs_free)
2900                                 goto must_grow;
2901                 }
2902
2903                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2904                 check_slabp(cachep, slabp);
2905                 check_spinlock_acquired(cachep);
2906                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2907                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2908                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2909                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2910
2911                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2912                                                             numa_node_id());
2913                 }
2914                 check_slabp(cachep, slabp);
2915
2916                 /* move slabp to correct slabp list: */
2917                 list_del(&slabp->list);
2918                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2919                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2920                 else
2921                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2922         }
2923
2924 must_grow:
2925         l3->free_objects -= ac->avail;
2926 alloc_done:
2927         spin_unlock(&l3->list_lock);
2928
2929         if (unlikely(!ac->avail)) {
2930                 int x;
2931                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2932
2933                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2934                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2935                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2936                         return NULL;
2937
2938                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2939                         goto retry;
2940         }
2941         ac->touched = 1;
2942         return ac->entry[--ac->avail];
2943 }
2944
2945 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2946                                                 gfp_t flags)
2947 {
2948         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2949 #if DEBUG
2950         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2951 #endif
2952 }
2953
2954 #if DEBUG
2955 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2956                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
2957 {
2958         if (!objp)
2959                 return objp;
2960         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2961 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2962                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2963                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2964                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2965                 else
2966                         check_poison_obj(cachep, objp);
2967 #else
2968                 check_poison_obj(cachep, objp);
2969 #endif
2970                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2971         }
2972         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2973                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2974
2975         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2976                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2977                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2978                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2979                                                 " object was overwritten");
2980                         printk(KERN_ERR
2981                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
2982                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2983                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2984                 }
2985                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2986                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2987         }
2988 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2989         {
2990                 struct slab *slabp;
2991                 unsigned objnr;
2992
2993                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
2994                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2995                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
2996         }
2997 #endif
2998         objp += obj_offset(cachep);
2999         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
3000                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
3001
3002                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
3003                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
3004
3005                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
3006         }
3007         return objp;
3008 }
3009 #else
3010 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3011 #endif
3012
3013 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3014 {
3015         void *objp;
3016         struct array_cache *ac;
3017
3018 #ifdef CONFIG_NUMA
3019         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3020                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
3021                 if (objp != NULL)
3022                         return objp;
3023         }
3024 #endif
3025
3026         check_irq_off();
3027         ac = cpu_cache_get(cachep);
3028         if (likely(ac->avail)) {
3029                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3030                 ac->touched = 1;
3031                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3032         } else {
3033                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3034                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3035         }
3036         return objp;
3037 }
3038
3039 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
3040                                                 gfp_t flags, void *caller)
3041 {
3042         unsigned long save_flags;
3043         void *objp;
3044
3045         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3046
3047         local_irq_save(save_flags);
3048         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
3049         local_irq_restore(save_flags);
3050         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
3051                                             caller);
3052         prefetchw(objp);
3053         return objp;
3054 }
3055
3056 #ifdef CONFIG_NUMA
3057 /*
3058  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3059  *
3060  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3061  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3062  */
3063 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3064 {
3065         int nid_alloc, nid_here;
3066
3067         if (in_interrupt())
3068                 return NULL;
3069         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3070         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3071                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3072         else if (current->mempolicy)
3073                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3074         if (nid_alloc != nid_here)
3075                 return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3076         return NULL;
3077 }
3078
3079 /*
3080  * A interface to enable slab creation on nodeid
3081  */
3082 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3083                                 int nodeid)
3084 {
3085         struct list_head *entry;
3086         struct slab *slabp;
3087         struct kmem_list3 *l3;
3088         void *obj;
3089         int x;
3090
3091         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3092         BUG_ON(!l3);
3093
3094 retry:
3095         check_irq_off();
3096         spin_lock(&l3->list_lock);
3097         entry = l3->slabs_partial.next;
3098         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3099                 l3->free_touched = 1;
3100                 entry = l3->slabs_free.next;
3101                 if (entry == &l3->slabs_free)
3102                         goto must_grow;
3103         }
3104
3105         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3106         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3107         check_slabp(cachep, slabp);
3108
3109         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3110         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3111         STATS_SET_HIGH(cachep);
3112
3113         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3114
3115         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3116         check_slabp(cachep, slabp);
3117         l3->free_objects--;
3118         /* move slabp to correct slabp list: */
3119         list_del(&slabp->list);
3120
3121         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3122                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3123         else
3124                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3125
3126         spin_unlock(&l3->list_lock);
3127         goto done;
3128
3129 must_grow:
3130         spin_unlock(&l3->list_lock);
3131         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
3132
3133         if (!x)
3134                 return NULL;
3135
3136         goto retry;
3137 done:
3138         return obj;
3139 }
3140 #endif
3141
3142 /*
3143  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3144  */
3145 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3146                        int node)
3147 {
3148         int i;
3149         struct kmem_list3 *l3;
3150
3151         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3152                 void *objp = objpp[i];
3153                 struct slab *slabp;
3154
3155                 slabp = virt_to_slab(objp);
3156                 l3 = cachep->nodelists[node];
3157                 list_del(&slabp->list);
3158                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3159                 check_slabp(cachep, slabp);
3160                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3161                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3162                 l3->free_objects++;
3163                 check_slabp(cachep, slabp);
3164
3165                 /* fixup slab chains */
3166                 if (slabp->inuse == 0) {
3167                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3168                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3169                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3170                         } else {
3171                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3172                         }
3173                 } else {
3174                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3175                          * partial list on free - maximum time for the
3176                          * other objects to be freed, too.
3177                          */
3178                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3179                 }
3180         }
3181 }
3182
3183 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3184 {
3185         int batchcount;
3186         struct kmem_list3 *l3;
3187         int node = numa_node_id();
3188
3189         batchcount = ac->batchcount;
3190 #if DEBUG
3191         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3192 #endif
3193         check_irq_off();
3194         l3 = cachep->nodelists[node];
3195         spin_lock(&l3->list_lock);
3196         if (l3->shared) {
3197                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3198                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3199                 if (max) {
3200                         if (batchcount > max)
3201                                 batchcount = max;
3202                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3203                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3204                         shared_array->avail += batchcount;
3205                         goto free_done;
3206                 }
3207         }
3208
3209         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3210 free_done:
3211 #if STATS
3212         {
3213                 int i = 0;
3214                 struct list_head *p;
3215
3216                 p = l3->slabs_free.next;
3217                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3218                         struct slab *slabp;
3219
3220                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3221                         BUG_ON(slabp->inuse);
3222
3223                         i++;
3224                         p = p->next;
3225                 }
3226                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3227         }
3228 #endif
3229         spin_unlock(&l3->list_lock);
3230         ac->avail -= batchcount;
3231         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3232 }
3233
3234 /*
3235  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3236  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3237  */
3238 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3239 {
3240         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3241
3242         check_irq_off();
3243         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3244
3245         if (cache_free_alien(cachep, objp))
3246                 return;
3247
3248         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3249                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3250                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3251                 return;
3252         } else {
3253                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3254                 cache_flusharray(cachep, ac);
3255                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3256         }
3257 }
3258
3259 /**
3260  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3261  * @cachep: The cache to allocate from.
3262  * @flags: See kmalloc().
3263  *
3264  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3265  * if the cache has no available objects.
3266  */
3267 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3268 {
3269         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3270 }
3271 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3272
3273 /**
3274  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3275  * @cache: The cache to allocate from.
3276  * @flags: See kmalloc().
3277  *
3278  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3279  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3280  */
3281 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3282 {
3283         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3284         if (ret)
3285                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3286         return ret;
3287 }
3288 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3289
3290 /**
3291  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3292  *      be a slab entry.
3293  * @cachep: the cache we're checking against
3294  * @ptr: pointer to validate
3295  *
3296  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3297  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3298  * part of the slab cache in question, but it at least
3299  * validates that the pointer can be dereferenced and
3300  * looks half-way sane.
3301  *
3302  * Currently only used for dentry validation.
3303  */
3304 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3305 {
3306         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3307         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3308         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3309         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3310         struct page *page;
3311
3312         if (unlikely(addr < min_addr))
3313                 goto out;
3314         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3315                 goto out;
3316         if (unlikely(addr & align_mask))
3317                 goto out;
3318         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3319                 goto out;
3320         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3321                 goto out;
3322         page = virt_to_page(ptr);
3323         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3324                 goto out;
3325         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3326                 goto out;
3327         return 1;
3328 out:
3329         return 0;
3330 }
3331
3332 #ifdef CONFIG_NUMA
3333 /**
3334  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3335  * @cachep: The cache to allocate from.
3336  * @flags: See kmalloc().
3337  * @nodeid: node number of the target node.
3338  *
3339  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3340  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3341  * can improve the performance for cpu bound structures.
3342  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3343  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3344  */
3345 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3346 {
3347         unsigned long save_flags;
3348         void *ptr;
3349
3350         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3351         local_irq_save(save_flags);
3352
3353         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3354                         !cachep->nodelists[nodeid])
3355                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3356         else
3357                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3358         local_irq_restore(save_flags);
3359
3360         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3361                                            __builtin_return_address(0));
3362
3363         return ptr;
3364 }
3365 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3366
3367 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3368 {
3369         struct kmem_cache *cachep;
3370
3371         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3372         if (unlikely(cachep == NULL))
3373                 return NULL;
3374         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3375 }
3376 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3377 #endif
3378
3379 /**
3380  * __do_kmalloc - allocate memory
3381  * @size: how many bytes of memory are required.
3382  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3383  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3384  */
3385 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3386                                           void *caller)
3387 {
3388         struct kmem_cache *cachep;
3389
3390         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3391          * __ with kmem_.
3392          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3393          * functions.
3394          */
3395         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3396         if (unlikely(cachep == NULL))
3397                 return NULL;
3398         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3399 }
3400
3401
3402 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3403 {
3404 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3405         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3406 #else
3407         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3408 #endif
3409 }
3410 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3411
3412 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3413 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3414 {
3415         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3416 }
3417 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3418 #endif
3419
3420 #ifdef CONFIG_SMP
3421 /**
3422  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3423  * cpu in the system, zeroing them.
3424  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3425  *
3426  * @size: how many bytes of memory are required.
3427  */
3428 void *__alloc_percpu(size_t size)
3429 {
3430         int i;
3431         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3432
3433         if (!pdata)
3434                 return NULL;
3435
3436         /*
3437          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3438          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3439          * that we have allocated then....
3440          */
3441         for_each_possible_cpu(i) {
3442                 int node = cpu_to_node(i);
3443
3444                 if (node_online(node))
3445                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3446                 else
3447                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3448
3449                 if (!pdata->ptrs[i])
3450                         goto unwind_oom;
3451                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3452         }
3453
3454         /* Catch derefs w/o wrappers */
3455         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3456
3457 unwind_oom:
3458         while (--i >= 0) {
3459                 if (!cpu_possible(i))
3460                         continue;
3461                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3462         }
3463         kfree(pdata);
3464         return NULL;
3465 }
3466 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3467 #endif
3468
3469 /**
3470  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3471  * @cachep: The cache the allocation was from.
3472  * @objp: The previously allocated object.
3473  *
3474  * Free an object which was previously allocated from this
3475  * cache.
3476  */
3477 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3478 {
3479         unsigned long flags;
3480
3481         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3482
3483         local_irq_save(flags);
3484         __cache_free(cachep, objp);
3485         local_irq_restore(flags);
3486 }
3487 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3488
3489 /**
3490  * kfree - free previously allocated memory
3491  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3492  *
3493  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3494  *
3495  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3496  * or you will run into trouble.
3497  */
3498 void kfree(const void *objp)
3499 {
3500         struct kmem_cache *c;
3501         unsigned long flags;
3502
3503         if (unlikely(!objp))
3504                 return;
3505         local_irq_save(flags);
3506         kfree_debugcheck(objp);
3507         c = virt_to_cache(objp);
3508         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3509         __cache_free(c, (void *)objp);
3510         local_irq_restore(flags);
3511 }
3512 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3513
3514 #ifdef CONFIG_SMP
3515 /**
3516  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3517  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3518  *
3519  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3520  * The complemented objp is to check for that.
3521  */
3522 void free_percpu(const void *objp)
3523 {
3524         int i;
3525         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3526
3527         /*
3528          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3529          */
3530         for_each_possible_cpu(i)
3531             kfree(p->ptrs[i]);
3532         kfree(p);
3533 }
3534 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3535 #endif
3536
3537 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3538 {
3539         return obj_size(cachep);
3540 }
3541 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3542
3543 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3544 {
3545         return cachep->name;
3546 }
3547 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3548
3549 /*
3550  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3551  */
3552 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3553 {
3554         int node;
3555         struct kmem_list3 *l3;
3556         struct array_cache *new_shared;
3557         struct array_cache **new_alien;
3558
3559         for_each_online_node(node) {
3560
3561                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3562                 if (!new_alien)
3563                         goto fail;
3564
3565                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3566                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3567                                         0xbaadf00d);
3568                 if (!new_shared) {
3569                         free_alien_cache(new_alien);
3570                         goto fail;
3571                 }
3572
3573                 l3 = cachep->nodelists[node];
3574                 if (l3) {
3575                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3576
3577                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3578
3579                         if (shared)
3580                                 free_block(cachep, shared->entry,
3581                                                 shared->avail, node);
3582
3583                         l3->shared = new_shared;
3584                         if (!l3->alien) {
3585                                 l3->alien = new_alien;
3586                                 new_alien = NULL;
3587                         }
3588                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3589                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3590                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3591                         kfree(shared);
3592                         free_alien_cache(new_alien);
3593                         continue;
3594                 }
3595                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3596                 if (!l3) {
3597                         free_alien_cache(new_alien);
3598                         kfree(new_shared);
3599                         goto fail;
3600                 }
3601
3602                 kmem_list3_init(l3);
3603                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3604                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3605                 l3->shared = new_shared;
3606                 l3->alien = new_alien;
3607                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3608                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3609                 cachep->nodelists[node] = l3;
3610         }
3611         return 0;
3612
3613 fail:
3614         if (!cachep->next.next) {
3615                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3616                 node--;
3617                 while (node >= 0) {
3618                         if (cachep->nodelists[node]) {
3619                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3620
3621                                 kfree(l3->shared);
3622                                 free_alien_cache(l3->alien);
3623                                 kfree(l3);
3624                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3625                         }
3626                         node--;
3627                 }
3628         }
3629         return -ENOMEM;
3630 }
3631
3632 struct ccupdate_struct {
3633         struct kmem_cache *cachep;
3634         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3635 };
3636
3637 static void do_ccupdate_local(void *info)
3638 {
3639         struct ccupdate_struct *new = info;
3640         struct array_cache *old;
3641
3642         check_irq_off();
3643         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3644
3645         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3646         new->new[smp_processor_id()] = old;
3647 }
3648
3649 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3650 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3651                                 int batchcount, int shared)
3652 {
3653         struct ccupdate_struct new;
3654         int i, err;
3655
3656         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3657         for_each_online_cpu(i) {
3658                 new.new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3659                                                 batchcount);
3660                 if (!new.new[i]) {
3661                         for (i--; i >= 0; i--)
3662                                 kfree(new.new[i]);
3663                         return -ENOMEM;
3664                 }
3665         }
3666         new.cachep = cachep;
3667
3668         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)&new, 1, 1);
3669
3670         check_irq_on();
3671         cachep->batchcount = batchcount;
3672         cachep->limit = limit;
3673         cachep->shared = shared;
3674
3675         for_each_online_cpu(i) {
3676                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3677                 if (!ccold)
3678                         continue;
3679                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3680                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3681                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3682                 kfree(ccold);
3683         }
3684
3685         err = alloc_kmemlist(cachep);
3686         if (err) {
3687                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3688                        cachep->name, -err);
3689                 BUG();
3690         }
3691         return 0;
3692 }
3693
3694 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3695 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3696 {
3697         int err;
3698         int limit, shared;
3699
3700         /*
3701          * The head array serves three purposes:
3702          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3703          * - reduce the number of spinlock operations.
3704          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3705          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3706          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3707          * Bonwick.
3708          */
3709         if (cachep->buffer_size > 131072)
3710                 limit = 1;
3711         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3712                 limit = 8;
3713         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3714                 limit = 24;
3715         else if (cachep->buffer_size > 256)
3716                 limit = 54;
3717         else
3718                 limit = 120;
3719
3720         /*
3721          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3722          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3723          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3724          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3725          * replaces Bonwick's magazine layer.
3726          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3727          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3728          */
3729         shared = 0;
3730 #ifdef CONFIG_SMP
3731         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3732                 shared = 8;
3733 #endif
3734
3735 #if DEBUG
3736         /*
3737          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3738          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3739          */
3740         if (limit > 32)
3741                 limit = 32;
3742 #endif
3743         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3744         if (err)
3745                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3746                        cachep->name, -err);
3747 }
3748
3749 /*
3750  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3751  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3752  * if drain_array() is used on the shared array.
3753  */
3754 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3755                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3756 {
3757         int tofree;
3758
3759         if (!ac || !ac->avail)
3760                 return;
3761         if (ac->touched && !force) {
3762                 ac->touched = 0;
3763         } else {
3764                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3765                 if (ac->avail) {
3766                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3767                         if (tofree > ac->avail)
3768                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3769                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3770                         ac->avail -= tofree;
3771                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3772                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3773                 }
3774                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3775         }
3776 }
3777
3778 /**
3779  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3780  * @unused: unused parameter
3781  *
3782  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3783  * Purpose:
3784  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3785  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3786  *
3787  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3788  * again on the next iteration.
3789  */
3790 static void cache_reap(void *unused)
3791 {
3792         struct kmem_cache *searchp;
3793         struct kmem_list3 *l3;
3794         int node = numa_node_id();
3795
3796         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3797                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3798                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3799                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3800                 return;
3801         }
3802
3803         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
3804                 check_irq_on();
3805
3806                 /*
3807                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3808                  * have established with reasonable certainty that
3809                  * we can do some work if the lock was obtained.
3810                  */
3811                 l3 = searchp->nodelists[node];
3812
3813                 reap_alien(searchp, l3);
3814
3815                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3816
3817                 /*
3818                  * These are racy checks but it does not matter
3819                  * if we skip one check or scan twice.
3820                  */
3821                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3822                         goto next;
3823
3824                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3825
3826                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3827
3828                 if (l3->free_touched)
3829                         l3->free_touched = 0;
3830                 else {
3831                         int freed;
3832
3833                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
3834                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3835                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3836                 }
3837 next:
3838                 cond_resched();
3839         }
3840         check_irq_on();
3841         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3842         next_reap_node();
3843         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
3844         /* Set up the next iteration */
3845         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3846 }
3847
3848 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3849
3850 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3851 {
3852         /*
3853          * Output format version, so at least we can change it
3854          * without _too_ many complaints.
3855          */
3856 #if STATS
3857         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3858 #else
3859         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3860 #endif
3861         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3862                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3863         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3864         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3865 #if STATS
3866         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3867                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
3868         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3869 #endif
3870         seq_putc(m, '\n');
3871 }
3872
3873 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3874 {
3875         loff_t n = *pos;
3876         struct list_head *p;
3877
3878         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3879         if (!n)
3880                 print_slabinfo_header(m);
3881         p = cache_chain.next;
3882         while (n--) {
3883                 p = p->next;
3884                 if (p == &cache_chain)
3885                         return NULL;
3886         }
3887         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3888 }
3889
3890 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3891 {
3892         struct kmem_cache *cachep = p;
3893         ++*pos;
3894         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3895                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3896 }
3897
3898 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3899 {
3900         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3901 }
3902
3903 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3904 {
3905         struct kmem_cache *cachep = p;
3906         struct slab *slabp;
3907         unsigned long active_objs;
3908         unsigned long num_objs;
3909         unsigned long active_slabs = 0;
3910         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3911         const char *name;
3912         char *error = NULL;
3913         int node;
3914         struct kmem_list3 *l3;
3915
3916         active_objs = 0;
3917         num_slabs = 0;
3918         for_each_online_node(node) {
3919                 l3 = cachep->nodelists[node];
3920                 if (!l3)
3921                         continue;
3922
3923                 check_irq_on();
3924                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3925
3926                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
3927                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3928                                 error = "slabs_full accounting error";
3929                         active_objs += cachep->num;
3930                         active_slabs++;
3931                 }
3932                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
3933                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3934                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3935                         if (!slabp->inuse && !error)
3936                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3937                         active_objs += slabp->inuse;
3938                         active_slabs++;
3939                 }
3940                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
3941                         if (slabp->inuse && !error)
3942                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3943                         num_slabs++;
3944                 }
3945                 free_objects += l3->free_objects;
3946                 if (l3->shared)
3947                         shared_avail += l3->shared->avail;
3948
3949                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3950         }
3951         num_slabs += active_slabs;
3952         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3953         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3954                 error = "free_objects accounting error";
3955
3956         name = cachep->name;
3957         if (error)
3958                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3959
3960         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3961                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3962                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3963         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3964                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3965         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3966                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3967 #if STATS
3968         {                       /* list3 stats */
3969                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3970                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3971                 unsigned long grown = cachep->grown;
3972                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3973                 unsigned long errors = cachep->errors;
3974                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3975                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3976                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3977                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
3978
3979                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3980                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
3981                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
3982                                 node_frees, overflows);
3983         }
3984         /* cpu stats */
3985         {
3986                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3987                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3988                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3989                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3990
3991                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3992                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3993         }
3994 #endif
3995         seq_putc(m, '\n');
3996         return 0;
3997 }
3998
3999 /*
4000  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4001  *
4002  * Output layout:
4003  * cache-name
4004  * num-active-objs
4005  * total-objs
4006  * object size
4007  * num-active-slabs
4008  * total-slabs
4009  * num-pages-per-slab
4010  * + further values on SMP and with statistics enabled
4011  */
4012
4013 struct seq_operations slabinfo_op = {
4014         .start = s_start,
4015         .next = s_next,
4016         .stop = s_stop,
4017         .show = s_show,
4018 };
4019
4020 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4021 /**
4022  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4023  * @file: unused
4024  * @buffer: user buffer
4025  * @count: data length
4026  * @ppos: unused
4027  */
4028 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4029                        size_t count, loff_t *ppos)
4030 {
4031         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4032         int limit, batchcount, shared, res;
4033         struct kmem_cache *cachep;
4034
4035         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4036                 return -EINVAL;
4037         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4038                 return -EFAULT;
4039         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4040
4041         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4042         if (!tmp)
4043                 return -EINVAL;
4044         *tmp = '\0';
4045         tmp++;
4046         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4047                 return -EINVAL;
4048
4049         /* Find the cache in the chain of caches. */
4050         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4051         res = -EINVAL;
4052         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4053                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4054                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4055                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4056                                 res = 0;
4057                         } else {
4058                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4059                                                        batchcount, shared);
4060                         }
4061                         break;
4062                 }
4063         }
4064         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4065         if (res >= 0)
4066                 res = count;
4067         return res;
4068 }
4069
4070 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4071
4072 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4073 {
4074         loff_t n = *pos;
4075         struct list_head *p;
4076
4077         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4078         p = cache_chain.next;
4079         while (n--) {
4080                 p = p->next;
4081                 if (p == &cache_chain)
4082                         return NULL;
4083         }
4084         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4085 }
4086
4087 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4088 {
4089         unsigned long *p;
4090         int l;
4091         if (!v)
4092                 return 1;
4093         l = n[1];
4094         p = n + 2;
4095         while (l) {
4096                 int i = l/2;
4097                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4098                 if (*q == v) {
4099                         q[1]++;
4100                         return 1;
4101                 }
4102                 if (*q > v) {
4103                         l = i;
4104                 } else {
4105                         p = q + 2;
4106                         l -= i + 1;
4107                 }
4108         }
4109         if (++n[1] == n[0])
4110                 return 0;
4111         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4112         p[0] = v;
4113         p[1] = 1;
4114         return 1;
4115 }
4116
4117 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4118 {
4119         void *p;
4120         int i;
4121         if (n[0] == n[1])
4122                 return;
4123         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4124                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4125                         continue;
4126                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4127                         return;
4128         }
4129 }
4130
4131 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4132 {
4133 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4134         char *modname;
4135         const char *name;
4136         unsigned long offset, size;
4137         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4138
4139         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4140
4141         if (name) {
4142                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4143                 if (modname)
4144                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4145                 return;
4146         }
4147 #endif
4148         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4149 }
4150
4151 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4152 {
4153         struct kmem_cache *cachep = p;
4154         struct slab *slabp;
4155         struct kmem_list3 *l3;
4156         const char *name;
4157         unsigned long *n = m->private;
4158         int node;
4159         int i;
4160
4161         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4162                 return 0;
4163         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4164                 return 0;
4165
4166         /* OK, we can do it */
4167
4168         n[1] = 0;
4169
4170         for_each_online_node(node) {
4171                 l3 = cachep->nodelists[node];
4172                 if (!l3)
4173                         continue;
4174
4175                 check_irq_on();
4176                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4177
4178                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4179                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4180                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4181                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4182                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4183         }
4184         name = cachep->name;
4185         if (n[0] == n[1]) {
4186                 /* Increase the buffer size */
4187                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4188                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4189                 if (!m->private) {
4190                         /* Too bad, we are really out */
4191                         m->private = n;
4192                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4193                         return -ENOMEM;
4194                 }
4195                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4196                 kfree(n);
4197                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4198                 /* Now make sure this entry will be retried */
4199                 m->count = m->size;
4200                 return 0;
4201         }
4202         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4203                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4204                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4205                 seq_putc(m, '\n');
4206         }
4207         return 0;
4208 }
4209
4210 struct seq_operations slabstats_op = {
4211         .start = leaks_start,
4212         .next = s_next,
4213         .stop = s_stop,
4214         .show = leaks_show,
4215 };
4216 #endif
4217 #endif
4218
4219 /**
4220  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4221  * @objp: Pointer to the object
4222  *
4223  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4224  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4225  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4226  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4227  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4228  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4229  * must not be freed during the duration of the call.
4230  */
4231 unsigned int ksize(const void *objp)
4232 {
4233         if (unlikely(objp == NULL))
4234                 return 0;
4235
4236         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4237 }