]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/slab.c
[PATCH] slab: fix kernel-doc warnings
[karo-tx-linux.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/seq_file.h>
98 #include        <linux/notifier.h>
99 #include        <linux/kallsyms.h>
100 #include        <linux/cpu.h>
101 #include        <linux/sysctl.h>
102 #include        <linux/module.h>
103 #include        <linux/rcupdate.h>
104 #include        <linux/string.h>
105 #include        <linux/nodemask.h>
106 #include        <linux/mempolicy.h>
107 #include        <linux/mutex.h>
108
109 #include        <asm/uaccess.h>
110 #include        <asm/cacheflush.h>
111 #include        <asm/tlbflush.h>
112 #include        <asm/page.h>
113
114 /*
115  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
116  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
117  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
118  *
119  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
123  */
124
125 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
126 #define DEBUG           1
127 #define STATS           1
128 #define FORCED_DEBUG    1
129 #else
130 #define DEBUG           0
131 #define STATS           0
132 #define FORCED_DEBUG    0
133 #endif
134
135 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
136 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
137
138 #ifndef cache_line_size
139 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
140 #endif
141
142 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
143 /*
144  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
145  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
146  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
147  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
148  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
149  * Note that this flag disables some debug features.
150  */
151 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
152 #endif
153
154 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
155 /*
156  * Enforce a minimum alignment for all caches.
157  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
158  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
159  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
160  * some debug features.
161  */
162 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
163 #endif
164
165 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
166 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
167 #endif
168
169 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
170 #if DEBUG
171 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
172                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
173                          SLAB_NO_REAP | SLAB_CACHE_DMA | \
174                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
175                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
176                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
177 #else
178 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_REAP | \
179                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
180                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
181                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
182 #endif
183
184 /*
185  * kmem_bufctl_t:
186  *
187  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
188  * linked offsets.
189  *
190  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
191  * slab an object belongs to.
192  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
193  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
194  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
195  * that does not use off-slab slabs.
196  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
197  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
198  * to have too many per slab.
199  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
200  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
201  */
202
203 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
204 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
205 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
206 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
207
208 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
209  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
210  */
211 static unsigned long offslab_limit;
212
213 /*
214  * struct slab
215  *
216  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
217  * for a slab, or allocated from an general cache.
218  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
219  */
220 struct slab {
221         struct list_head list;
222         unsigned long colouroff;
223         void *s_mem;            /* including colour offset */
224         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225         kmem_bufctl_t free;
226         unsigned short nodeid;
227 };
228
229 /*
230  * struct slab_rcu
231  *
232  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
233  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
234  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
235  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
236  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
237  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
238  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
239  *
240  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
241  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
242  *
243  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
244  */
245 struct slab_rcu {
246         struct rcu_head head;
247         struct kmem_cache *cachep;
248         void *addr;
249 };
250
251 /*
252  * struct array_cache
253  *
254  * Purpose:
255  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
256  * - reduce the number of linked list operations
257  * - reduce spinlock operations
258  *
259  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
260  * footprint.
261  *
262  */
263 struct array_cache {
264         unsigned int avail;
265         unsigned int limit;
266         unsigned int batchcount;
267         unsigned int touched;
268         spinlock_t lock;
269         void *entry[0]; /*
270                          * Must have this definition in here for the proper
271                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
272                          * the entries.
273                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
274                          */
275 };
276
277 /*
278  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
279  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
280  */
281 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
282 struct arraycache_init {
283         struct array_cache cache;
284         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
285 };
286
287 /*
288  * The slab lists for all objects.
289  */
290 struct kmem_list3 {
291         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
292         struct list_head slabs_full;
293         struct list_head slabs_free;
294         unsigned long free_objects;
295         unsigned long next_reap;
296         int free_touched;
297         unsigned int free_limit;
298         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
299         spinlock_t list_lock;
300         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
301         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
302 };
303
304 /*
305  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
306  */
307 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
308 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
309 #define CACHE_CACHE 0
310 #define SIZE_AC 1
311 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
312
313 /*
314  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
315  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
316  */
317 static __always_inline int index_of(const size_t size)
318 {
319         extern void __bad_size(void);
320
321         if (__builtin_constant_p(size)) {
322                 int i = 0;
323
324 #define CACHE(x) \
325         if (size <=x) \
326                 return i; \
327         else \
328                 i++;
329 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
330 #undef CACHE
331                 __bad_size();
332         } else
333                 __bad_size();
334         return 0;
335 }
336
337 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
338 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
339
340 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
341 {
342         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
343         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
344         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
345         parent->shared = NULL;
346         parent->alien = NULL;
347         parent->colour_next = 0;
348         spin_lock_init(&parent->list_lock);
349         parent->free_objects = 0;
350         parent->free_touched = 0;
351 }
352
353 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
354         do {                                                            \
355                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
356                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
357         } while (0)
358
359 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
360         do {                                                            \
361         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
362         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
363         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
364         } while (0)
365
366 /*
367  * struct kmem_cache
368  *
369  * manages a cache.
370  */
371
372 struct kmem_cache {
373 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
374         struct array_cache *array[NR_CPUS];
375 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
376         unsigned int batchcount;
377         unsigned int limit;
378         unsigned int shared;
379
380         unsigned int buffer_size;
381 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
382         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
383
384         unsigned int flags;             /* constant flags */
385         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
386
387 /* 4) cache_grow/shrink */
388         /* order of pgs per slab (2^n) */
389         unsigned int gfporder;
390
391         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
392         gfp_t gfpflags;
393
394         size_t colour;                  /* cache colouring range */
395         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
396         struct kmem_cache *slabp_cache;
397         unsigned int slab_size;
398         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
399
400         /* constructor func */
401         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
402
403         /* de-constructor func */
404         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
405
406 /* 5) cache creation/removal */
407         const char *name;
408         struct list_head next;
409
410 /* 6) statistics */
411 #if STATS
412         unsigned long num_active;
413         unsigned long num_allocations;
414         unsigned long high_mark;
415         unsigned long grown;
416         unsigned long reaped;
417         unsigned long errors;
418         unsigned long max_freeable;
419         unsigned long node_allocs;
420         unsigned long node_frees;
421         atomic_t allochit;
422         atomic_t allocmiss;
423         atomic_t freehit;
424         atomic_t freemiss;
425 #endif
426 #if DEBUG
427         /*
428          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
429          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
430          * object size including these internal fields, the following two
431          * variables contain the offset to the user object and its size.
432          */
433         int obj_offset;
434         int obj_size;
435 #endif
436 };
437
438 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
439 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
440
441 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
442 /*
443  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
444  * cpucache drain/refill cycles.
445  *
446  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
447  * which could lock up otherwise freeable slabs.
448  */
449 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
450 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
451
452 #if STATS
453 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
454 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
455 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
456 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
457 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
458 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
459         do {                                                            \
460                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
461                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
462         } while (0)
463 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
464 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
465 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
466 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
467         do {                                                            \
468                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
469                         (x)->max_freeable = i;                          \
470         } while (0)
471 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
472 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
473 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
474 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
475 #else
476 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
477 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
478 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
479 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
480 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
481 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
482 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
483 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
484 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
485 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
486 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
487 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
488 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
489 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
490 #endif
491
492 #if DEBUG
493 /*
494  * Magic nums for obj red zoning.
495  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
496  */
497 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
498 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
499
500 /* ...and for poisoning */
501 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
502 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
503 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
504
505 /*
506  * memory layout of objects:
507  * 0            : objp
508  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
509  *              the end of an object is aligned with the end of the real
510  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
511  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
512  *              redzone word.
513  * cachep->obj_offset: The real object.
514  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
515  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
516  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
517  */
518 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
519 {
520         return cachep->obj_offset;
521 }
522
523 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
524 {
525         return cachep->obj_size;
526 }
527
528 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
529 {
530         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
531         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
532 }
533
534 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
535 {
536         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
537         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
538                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
539                                          2 * BYTES_PER_WORD);
540         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
541 }
542
543 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
544 {
545         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
546         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
547 }
548
549 #else
550
551 #define obj_offset(x)                   0
552 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
553 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
554 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
555 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
556
557 #endif
558
559 /*
560  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
561  * order.
562  */
563 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
564 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
565 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
566 #elif defined(CONFIG_MMU)
567 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
568 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
569 #else
570 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
571 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
572 #endif
573
574 /*
575  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
576  */
577 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
578 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
579 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
580
581 /*
582  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
583  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
584  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
585  */
586 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
587 {
588         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
589 }
590
591 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
592 {
593         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
594 }
595
596 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
597 {
598         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
599 }
600
601 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
602 {
603         return (struct slab *)page->lru.prev;
604 }
605
606 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
607 {
608         struct page *page = virt_to_page(obj);
609         return page_get_cache(page);
610 }
611
612 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
613 {
614         struct page *page = virt_to_page(obj);
615         return page_get_slab(page);
616 }
617
618 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
619                                  unsigned int idx)
620 {
621         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
622 }
623
624 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
625                                         struct slab *slab, void *obj)
626 {
627         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
628 }
629
630 /*
631  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
632  */
633 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
634 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
635 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
636         CACHE(ULONG_MAX)
637 #undef CACHE
638 };
639 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
640
641 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
642 struct cache_names {
643         char *name;
644         char *name_dma;
645 };
646
647 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
648 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
649 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
650         {NULL,}
651 #undef CACHE
652 };
653
654 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
655     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
656 static struct arraycache_init initarray_generic =
657     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
658
659 /* internal cache of cache description objs */
660 static struct kmem_cache cache_cache = {
661         .batchcount = 1,
662         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
663         .shared = 1,
664         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
665         .flags = SLAB_NO_REAP,
666         .name = "kmem_cache",
667 #if DEBUG
668         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
669 #endif
670 };
671
672 /* Guard access to the cache-chain. */
673 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
674 static struct list_head cache_chain;
675
676 /*
677  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many slab-allocated pages
678  * are possibly freeable under pressure
679  *
680  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
681  */
682 atomic_t slab_reclaim_pages;
683
684 /*
685  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
686  * until the general caches are up.
687  */
688 static enum {
689         NONE,
690         PARTIAL_AC,
691         PARTIAL_L3,
692         FULL
693 } g_cpucache_up;
694
695 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
696
697 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
698                         int node);
699 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
700 static void cache_reap(void *unused);
701 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node);
702
703 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
704 {
705         return cachep->array[smp_processor_id()];
706 }
707
708 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
709                                                         gfp_t gfpflags)
710 {
711         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
712
713 #if DEBUG
714         /* This happens if someone tries to call
715          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
716          * the generic caches are initialized.
717          */
718         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
719 #endif
720         while (size > csizep->cs_size)
721                 csizep++;
722
723         /*
724          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
725          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
726          * for large kmalloc calls required.
727          */
728         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
729                 return csizep->cs_dmacachep;
730         return csizep->cs_cachep;
731 }
732
733 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
734 {
735         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
736 }
737 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
738
739 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
740 {
741         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
742 }
743
744 /*
745  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
746  */
747 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
748                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
749                            unsigned int *num)
750 {
751         int nr_objs;
752         size_t mgmt_size;
753         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
754
755         /*
756          * The slab management structure can be either off the slab or
757          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
758          * slab is used for:
759          *
760          * - The struct slab
761          * - One kmem_bufctl_t for each object
762          * - Padding to respect alignment of @align
763          * - @buffer_size bytes for each object
764          *
765          * If the slab management structure is off the slab, then the
766          * alignment will already be calculated into the size. Because
767          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
768          * correct alignment when allocated.
769          */
770         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
771                 mgmt_size = 0;
772                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
773
774                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
775                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
776         } else {
777                 /*
778                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
779                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
780                  * least @align. In the worst case, this result will
781                  * be one greater than the number of objects that fit
782                  * into the memory allocation when taking the padding
783                  * into account.
784                  */
785                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
786                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
787
788                 /*
789                  * This calculated number will be either the right
790                  * amount, or one greater than what we want.
791                  */
792                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
793                        > slab_size)
794                         nr_objs--;
795
796                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
797                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
798
799                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
800         }
801         *num = nr_objs;
802         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
803 }
804
805 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
806
807 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
808                         char *msg)
809 {
810         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
811                function, cachep->name, msg);
812         dump_stack();
813 }
814
815 #ifdef CONFIG_NUMA
816 /*
817  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
818  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
819  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
820  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
821  */
822 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
823
824 static void init_reap_node(int cpu)
825 {
826         int node;
827
828         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
829         if (node == MAX_NUMNODES)
830                 node = 0;
831
832         __get_cpu_var(reap_node) = node;
833 }
834
835 static void next_reap_node(void)
836 {
837         int node = __get_cpu_var(reap_node);
838
839         /*
840          * Also drain per cpu pages on remote zones
841          */
842         if (node != numa_node_id())
843                 drain_node_pages(node);
844
845         node = next_node(node, node_online_map);
846         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
847                 node = first_node(node_online_map);
848         __get_cpu_var(reap_node) = node;
849 }
850
851 #else
852 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
853 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
854 #endif
855
856 /*
857  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
858  * via the workqueue/eventd.
859  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
860  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
861  * lock.
862  */
863 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
864 {
865         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
866
867         /*
868          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
869          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
870          * at that time.
871          */
872         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
873                 init_reap_node(cpu);
874                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
875                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
876         }
877 }
878
879 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
880                                             int batchcount)
881 {
882         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
883         struct array_cache *nc = NULL;
884
885         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
886         if (nc) {
887                 nc->avail = 0;
888                 nc->limit = entries;
889                 nc->batchcount = batchcount;
890                 nc->touched = 0;
891                 spin_lock_init(&nc->lock);
892         }
893         return nc;
894 }
895
896 #ifdef CONFIG_NUMA
897 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
898
899 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
900 {
901         struct array_cache **ac_ptr;
902         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
903         int i;
904
905         if (limit > 1)
906                 limit = 12;
907         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
908         if (ac_ptr) {
909                 for_each_node(i) {
910                         if (i == node || !node_online(i)) {
911                                 ac_ptr[i] = NULL;
912                                 continue;
913                         }
914                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
915                         if (!ac_ptr[i]) {
916                                 for (i--; i <= 0; i--)
917                                         kfree(ac_ptr[i]);
918                                 kfree(ac_ptr);
919                                 return NULL;
920                         }
921                 }
922         }
923         return ac_ptr;
924 }
925
926 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
927 {
928         int i;
929
930         if (!ac_ptr)
931                 return;
932         for_each_node(i)
933             kfree(ac_ptr[i]);
934         kfree(ac_ptr);
935 }
936
937 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
938                                 struct array_cache *ac, int node)
939 {
940         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
941
942         if (ac->avail) {
943                 spin_lock(&rl3->list_lock);
944                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
945                 ac->avail = 0;
946                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
947         }
948 }
949
950 /*
951  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
952  */
953 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
954 {
955         int node = __get_cpu_var(reap_node);
956
957         if (l3->alien) {
958                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
959                 if (ac && ac->avail) {
960                         spin_lock_irq(&ac->lock);
961                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
962                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
963                 }
964         }
965 }
966
967 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
968                                 struct array_cache **alien)
969 {
970         int i = 0;
971         struct array_cache *ac;
972         unsigned long flags;
973
974         for_each_online_node(i) {
975                 ac = alien[i];
976                 if (ac) {
977                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
978                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
979                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
980                 }
981         }
982 }
983 #else
984
985 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
986 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
987
988 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
989 {
990         return (struct array_cache **) 0x01020304ul;
991 }
992
993 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
994 {
995 }
996
997 #endif
998
999 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1000                                     unsigned long action, void *hcpu)
1001 {
1002         long cpu = (long)hcpu;
1003         struct kmem_cache *cachep;
1004         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1005         int node = cpu_to_node(cpu);
1006         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1007
1008         switch (action) {
1009         case CPU_UP_PREPARE:
1010                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1011                 /*
1012                  * We need to do this right in the beginning since
1013                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1014                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1015                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1016                  */
1017
1018                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1019                         /*
1020                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1021                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1022                          * node has not already allocated this
1023                          */
1024                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1025                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1026                                 if (!l3)
1027                                         goto bad;
1028                                 kmem_list3_init(l3);
1029                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1030                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1031
1032                                 /*
1033                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1034                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1035                                  * protection here.
1036                                  */
1037                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1038                         }
1039
1040                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1041                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1042                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1043                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1044                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1045                 }
1046
1047                 /*
1048                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1049                  * array caches
1050                  */
1051                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1052                         struct array_cache *nc;
1053                         struct array_cache *shared;
1054                         struct array_cache **alien;
1055
1056                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1057                                                 cachep->batchcount);
1058                         if (!nc)
1059                                 goto bad;
1060                         shared = alloc_arraycache(node,
1061                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1062                                         0xbaadf00d);
1063                         if (!shared)
1064                                 goto bad;
1065
1066                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1067                         if (!alien)
1068                                 goto bad;
1069                         cachep->array[cpu] = nc;
1070                         l3 = cachep->nodelists[node];
1071                         BUG_ON(!l3);
1072
1073                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1074                         if (!l3->shared) {
1075                                 /*
1076                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1077                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1078                                  */
1079                                 l3->shared = shared;
1080                                 shared = NULL;
1081                         }
1082 #ifdef CONFIG_NUMA
1083                         if (!l3->alien) {
1084                                 l3->alien = alien;
1085                                 alien = NULL;
1086                         }
1087 #endif
1088                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1089                         kfree(shared);
1090                         free_alien_cache(alien);
1091                 }
1092                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1093                 break;
1094         case CPU_ONLINE:
1095                 start_cpu_timer(cpu);
1096                 break;
1097 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1098         case CPU_DEAD:
1099                 /*
1100                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1101                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1102                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1103                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1104                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1105                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1106                  */
1107                 /* fall thru */
1108         case CPU_UP_CANCELED:
1109                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1110                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1111                         struct array_cache *nc;
1112                         struct array_cache *shared;
1113                         struct array_cache **alien;
1114                         cpumask_t mask;
1115
1116                         mask = node_to_cpumask(node);
1117                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1118                         nc = cachep->array[cpu];
1119                         cachep->array[cpu] = NULL;
1120                         l3 = cachep->nodelists[node];
1121
1122                         if (!l3)
1123                                 goto free_array_cache;
1124
1125                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1126
1127                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1128                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1129                         if (nc)
1130                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1131
1132                         if (!cpus_empty(mask)) {
1133                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1134                                 goto free_array_cache;
1135                         }
1136
1137                         shared = l3->shared;
1138                         if (shared) {
1139                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1140                                            l3->shared->avail, node);
1141                                 l3->shared = NULL;
1142                         }
1143
1144                         alien = l3->alien;
1145                         l3->alien = NULL;
1146
1147                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1148
1149                         kfree(shared);
1150                         if (alien) {
1151                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1152                                 free_alien_cache(alien);
1153                         }
1154 free_array_cache:
1155                         kfree(nc);
1156                 }
1157                 /*
1158                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1159                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1160                  * shrink each nodelist to its limit.
1161                  */
1162                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1163                         l3 = cachep->nodelists[node];
1164                         if (!l3)
1165                                 continue;
1166                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1167                         /* free slabs belonging to this node */
1168                         __node_shrink(cachep, node);
1169                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1170                 }
1171                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1172                 break;
1173 #endif
1174         }
1175         return NOTIFY_OK;
1176 bad:
1177         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1178         return NOTIFY_BAD;
1179 }
1180
1181 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
1182
1183 /*
1184  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1185  */
1186 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1187                         int nodeid)
1188 {
1189         struct kmem_list3 *ptr;
1190
1191         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1192         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1193         BUG_ON(!ptr);
1194
1195         local_irq_disable();
1196         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1197         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1198         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1199         local_irq_enable();
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1204  * before smp_init().
1205  */
1206 void __init kmem_cache_init(void)
1207 {
1208         size_t left_over;
1209         struct cache_sizes *sizes;
1210         struct cache_names *names;
1211         int i;
1212         int order;
1213
1214         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1215                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1216                 if (i < MAX_NUMNODES)
1217                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1218         }
1219
1220         /*
1221          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1222          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1223          */
1224         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1225                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1226
1227         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1228          * from caches that do not exist yet:
1229          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1230          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1231          *    cache_cache is statically allocated.
1232          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1233          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1234          *    array at the end of the bootstrap.
1235          * 2) Create the first kmalloc cache.
1236          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1237          *    An __init data area is used for the head array.
1238          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1239          *    head arrays.
1240          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1241          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1242          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1243          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1244          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1245          */
1246
1247         /* 1) create the cache_cache */
1248         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1249         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1250         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1251         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1252         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1253
1254         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1255                                         cache_line_size());
1256
1257         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1258                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1259                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1260                 if (cache_cache.num)
1261                         break;
1262         }
1263         if (!cache_cache.num)
1264                 BUG();
1265         cache_cache.gfporder = order;
1266         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1267         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1268                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1269
1270         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1271         sizes = malloc_sizes;
1272         names = cache_names;
1273
1274         /*
1275          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1276          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1277          * bug.
1278          */
1279
1280         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1281                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1282                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1283                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1284                                         NULL, NULL);
1285
1286         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1287                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1288                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1289                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1290                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1291                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1292                                 NULL, NULL);
1293         }
1294
1295         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1296                 /*
1297                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1298                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1299                  * eliminates "false sharing".
1300                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1301                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1302                  */
1303                 if (!sizes->cs_cachep) {
1304                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1305                                         sizes->cs_size,
1306                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1307                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1308                                         NULL, NULL);
1309                 }
1310
1311                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
1312                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
1313                         offslab_limit = sizes->cs_size - sizeof(struct slab);
1314                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1315                 }
1316
1317                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1318                                         sizes->cs_size,
1319                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1320                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1321                                                 SLAB_PANIC,
1322                                         NULL, NULL);
1323                 sizes++;
1324                 names++;
1325         }
1326         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1327         {
1328                 void *ptr;
1329
1330                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1331
1332                 local_irq_disable();
1333                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1334                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1335                        sizeof(struct arraycache_init));
1336                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1337                 local_irq_enable();
1338
1339                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1340
1341                 local_irq_disable();
1342                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1343                        != &initarray_generic.cache);
1344                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1345                        sizeof(struct arraycache_init));
1346                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1347                     ptr;
1348                 local_irq_enable();
1349         }
1350         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1351         {
1352                 int node;
1353                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1354                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1355                           numa_node_id());
1356
1357                 for_each_online_node(node) {
1358                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1359                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1360
1361                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1362                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1363                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1364                                           node);
1365                         }
1366                 }
1367         }
1368
1369         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1370         {
1371                 struct kmem_cache *cachep;
1372                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1373                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1374                         enable_cpucache(cachep);
1375                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1376         }
1377
1378         /* Done! */
1379         g_cpucache_up = FULL;
1380
1381         /*
1382          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1383          * cpu_cache_get for all new cpus
1384          */
1385         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1386
1387         /*
1388          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1389          * of the kernel is not yet operational.
1390          */
1391 }
1392
1393 static int __init cpucache_init(void)
1394 {
1395         int cpu;
1396
1397         /*
1398          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1399          */
1400         for_each_online_cpu(cpu)
1401                 start_cpu_timer(cpu);
1402         return 0;
1403 }
1404 __initcall(cpucache_init);
1405
1406 /*
1407  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1408  *
1409  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1410  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1411  * would be relatively rare and ignorable.
1412  */
1413 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1414 {
1415         struct page *page;
1416         void *addr;
1417         int i;
1418
1419         flags |= cachep->gfpflags;
1420         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1421         if (!page)
1422                 return NULL;
1423         addr = page_address(page);
1424
1425         i = (1 << cachep->gfporder);
1426         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1427                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
1428         add_page_state(nr_slab, i);
1429         while (i--) {
1430                 __SetPageSlab(page);
1431                 page++;
1432         }
1433         return addr;
1434 }
1435
1436 /*
1437  * Interface to system's page release.
1438  */
1439 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1440 {
1441         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1442         struct page *page = virt_to_page(addr);
1443         const unsigned long nr_freed = i;
1444
1445         while (i--) {
1446                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1447                 __ClearPageSlab(page);
1448                 page++;
1449         }
1450         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1451         if (current->reclaim_state)
1452                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1453         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1454         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1455                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1456 }
1457
1458 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1459 {
1460         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1461         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1462
1463         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1464         if (OFF_SLAB(cachep))
1465                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1466 }
1467
1468 #if DEBUG
1469
1470 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1471 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1472                             unsigned long caller)
1473 {
1474         int size = obj_size(cachep);
1475
1476         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1477
1478         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1479                 return;
1480
1481         *addr++ = 0x12345678;
1482         *addr++ = caller;
1483         *addr++ = smp_processor_id();
1484         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1485         {
1486                 unsigned long *sptr = &caller;
1487                 unsigned long svalue;
1488
1489                 while (!kstack_end(sptr)) {
1490                         svalue = *sptr++;
1491                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1492                                 *addr++ = svalue;
1493                                 size -= sizeof(unsigned long);
1494                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1495                                         break;
1496                         }
1497                 }
1498
1499         }
1500         *addr++ = 0x87654321;
1501 }
1502 #endif
1503
1504 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1505 {
1506         int size = obj_size(cachep);
1507         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1508
1509         memset(addr, val, size);
1510         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1511 }
1512
1513 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1514 {
1515         int i;
1516         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1517         for (i = 0; i < limit; i++)
1518                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1519         printk("\n");
1520 }
1521 #endif
1522
1523 #if DEBUG
1524
1525 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1526 {
1527         int i, size;
1528         char *realobj;
1529
1530         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1531                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1532                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1533                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1534         }
1535
1536         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1537                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1538                         *dbg_userword(cachep, objp));
1539                 print_symbol("(%s)",
1540                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1541                 printk("\n");
1542         }
1543         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1544         size = obj_size(cachep);
1545         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1546                 int limit;
1547                 limit = 16;
1548                 if (i + limit > size)
1549                         limit = size - i;
1550                 dump_line(realobj, i, limit);
1551         }
1552 }
1553
1554 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1555 {
1556         char *realobj;
1557         int size, i;
1558         int lines = 0;
1559
1560         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1561         size = obj_size(cachep);
1562
1563         for (i = 0; i < size; i++) {
1564                 char exp = POISON_FREE;
1565                 if (i == size - 1)
1566                         exp = POISON_END;
1567                 if (realobj[i] != exp) {
1568                         int limit;
1569                         /* Mismatch ! */
1570                         /* Print header */
1571                         if (lines == 0) {
1572                                 printk(KERN_ERR
1573                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1574                                         realobj, size);
1575                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1576                         }
1577                         /* Hexdump the affected line */
1578                         i = (i / 16) * 16;
1579                         limit = 16;
1580                         if (i + limit > size)
1581                                 limit = size - i;
1582                         dump_line(realobj, i, limit);
1583                         i += 16;
1584                         lines++;
1585                         /* Limit to 5 lines */
1586                         if (lines > 5)
1587                                 break;
1588                 }
1589         }
1590         if (lines != 0) {
1591                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1592                  * exist:
1593                  */
1594                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1595                 unsigned int objnr;
1596
1597                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1598                 if (objnr) {
1599                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1600                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1601                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1602                                realobj, size);
1603                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1604                 }
1605                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1606                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1607                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1608                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1609                                realobj, size);
1610                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1611                 }
1612         }
1613 }
1614 #endif
1615
1616 #if DEBUG
1617 /**
1618  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1619  * @cachep: cache pointer being destroyed
1620  * @slabp: slab pointer being destroyed
1621  *
1622  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1623  * destroyed.
1624  */
1625 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1626 {
1627         int i;
1628         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1629                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1630
1631                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1632 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1633                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1634                                         OFF_SLAB(cachep))
1635                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1636                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1637                         else
1638                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1639 #else
1640                         check_poison_obj(cachep, objp);
1641 #endif
1642                 }
1643                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1644                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1645                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1646                                            "was overwritten");
1647                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1648                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1649                                            "was overwritten");
1650                 }
1651                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1652                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1653         }
1654 }
1655 #else
1656 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1657 {
1658         if (cachep->dtor) {
1659                 int i;
1660                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1661                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1662                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1663                 }
1664         }
1665 }
1666 #endif
1667
1668 /**
1669  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1670  * @cachep: cache pointer being destroyed
1671  * @slabp: slab pointer being destroyed
1672  *
1673  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1674  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1675  * cache-lock is not held/needed.
1676  */
1677 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1678 {
1679         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1680
1681         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1682         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1683                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1684
1685                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1686                 slab_rcu->cachep = cachep;
1687                 slab_rcu->addr = addr;
1688                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1689         } else {
1690                 kmem_freepages(cachep, addr);
1691                 if (OFF_SLAB(cachep))
1692                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1693         }
1694 }
1695
1696 /*
1697  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1698  * size of kmem_list3.
1699  */
1700 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1701 {
1702         int node;
1703
1704         for_each_online_node(node) {
1705                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1706                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1707                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1708                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1709         }
1710 }
1711
1712 /**
1713  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1714  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1715  * @size: size of objects to be created in this cache.
1716  * @align: required alignment for the objects.
1717  * @flags: slab allocation flags
1718  *
1719  * Also calculates the number of objects per slab.
1720  *
1721  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1722  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1723  * towards high-order requests, this should be changed.
1724  */
1725 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1726                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1727 {
1728         size_t left_over = 0;
1729         int gfporder;
1730
1731         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1732                 unsigned int num;
1733                 size_t remainder;
1734
1735                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1736                 if (!num)
1737                         continue;
1738
1739                 /* More than offslab_limit objects will cause problems */
1740                 if ((flags & CFLGS_OFF_SLAB) && num > offslab_limit)
1741                         break;
1742
1743                 /* Found something acceptable - save it away */
1744                 cachep->num = num;
1745                 cachep->gfporder = gfporder;
1746                 left_over = remainder;
1747
1748                 /*
1749                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1750                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1751                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1752                  */
1753                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1754                         break;
1755
1756                 /*
1757                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1758                  * currently bad for the gfp()s.
1759                  */
1760                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1761                         break;
1762
1763                 /*
1764                  * Acceptable internal fragmentation?
1765                  */
1766                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1767                         break;
1768         }
1769         return left_over;
1770 }
1771
1772 static void setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1773 {
1774         if (g_cpucache_up == FULL) {
1775                 enable_cpucache(cachep);
1776                 return;
1777         }
1778         if (g_cpucache_up == NONE) {
1779                 /*
1780                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
1781                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
1782                  * further caches will BUG().
1783                  */
1784                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1785
1786                 /*
1787                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
1788                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
1789                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
1790                  */
1791                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1792                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1793                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1794                 else
1795                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1796         } else {
1797                 cachep->array[smp_processor_id()] =
1798                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1799
1800                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1801                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1802                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1803                 } else {
1804                         int node;
1805                         for_each_online_node(node) {
1806                                 cachep->nodelists[node] =
1807                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1808                                                 GFP_KERNEL, node);
1809                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1810                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1811                         }
1812                 }
1813         }
1814         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1815                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1816                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1817
1818         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1819         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1820         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1821         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1822         cachep->batchcount = 1;
1823         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1824 }
1825
1826 /**
1827  * kmem_cache_create - Create a cache.
1828  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1829  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1830  * @align: The required alignment for the objects.
1831  * @flags: SLAB flags
1832  * @ctor: A constructor for the objects.
1833  * @dtor: A destructor for the objects.
1834  *
1835  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1836  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1837  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1838  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1839  *
1840  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1841  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
1842  *
1843  * The flags are
1844  *
1845  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1846  * to catch references to uninitialised memory.
1847  *
1848  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1849  * for buffer overruns.
1850  *
1851  * %SLAB_NO_REAP - Don't automatically reap this cache when we're under
1852  * memory pressure.
1853  *
1854  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1855  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1856  * as davem.
1857  */
1858 struct kmem_cache *
1859 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1860         unsigned long flags,
1861         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1862         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1863 {
1864         size_t left_over, slab_size, ralign;
1865         struct kmem_cache *cachep = NULL;
1866         struct list_head *p;
1867
1868         /*
1869          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1870          */
1871         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
1872             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1873                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
1874                                 name);
1875                 BUG();
1876         }
1877
1878         /*
1879          * Prevent CPUs from coming and going.
1880          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
1881          */
1882         lock_cpu_hotplug();
1883
1884         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1885
1886         list_for_each(p, &cache_chain) {
1887                 struct kmem_cache *pc = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
1888                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1889                 char tmp;
1890                 int res;
1891
1892                 /*
1893                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1894                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1895                  * area of the module.  Print a warning.
1896                  */
1897                 set_fs(KERNEL_DS);
1898                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1899                 set_fs(old_fs);
1900                 if (res) {
1901                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1902                                pc->buffer_size);
1903                         continue;
1904                 }
1905
1906                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1907                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1908                         dump_stack();
1909                         goto oops;
1910                 }
1911         }
1912
1913 #if DEBUG
1914         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1915         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1916                 /* No constructor, but inital state check requested */
1917                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1918                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1919                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1920         }
1921 #if FORCED_DEBUG
1922         /*
1923          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1924          * large objects, if the increased size would increase the object size
1925          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1926          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1927          */
1928         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
1929                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1930         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1931                 flags |= SLAB_POISON;
1932 #endif
1933         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1934                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1935 #endif
1936         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1937                 BUG_ON(dtor);
1938
1939         /*
1940          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
1941          * isn't available.
1942          */
1943         if (flags & ~CREATE_MASK)
1944                 BUG();
1945
1946         /*
1947          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1948          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1949          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1950          */
1951         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
1952                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
1953                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
1954         }
1955
1956         /* calculate the final buffer alignment: */
1957
1958         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1959         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1960                 /*
1961                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
1962                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
1963                  * one cacheline.
1964                  */
1965                 ralign = cache_line_size();
1966                 while (size <= ralign / 2)
1967                         ralign /= 2;
1968         } else {
1969                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1970         }
1971         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1972         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1973                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1974                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1975                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1976         }
1977         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1978         if (ralign < align) {
1979                 ralign = align;
1980                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1981                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1982         }
1983         /*
1984          * 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1985          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1986          */
1987         align = ralign;
1988
1989         /* Get cache's description obj. */
1990         cachep = kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1991         if (!cachep)
1992                 goto oops;
1993         memset(cachep, 0, sizeof(struct kmem_cache));
1994
1995 #if DEBUG
1996         cachep->obj_size = size;
1997
1998         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1999                 /* redzoning only works with word aligned caches */
2000                 align = BYTES_PER_WORD;
2001
2002                 /* add space for red zone words */
2003                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2004                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2005         }
2006         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2007                 /* user store requires word alignment and
2008                  * one word storage behind the end of the real
2009                  * object.
2010                  */
2011                 align = BYTES_PER_WORD;
2012                 size += BYTES_PER_WORD;
2013         }
2014 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2015         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2016             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2017                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2018                 size = PAGE_SIZE;
2019         }
2020 #endif
2021 #endif
2022
2023         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
2024         if (size >= (PAGE_SIZE >> 3))
2025                 /*
2026                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2027                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2028                  */
2029                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2030
2031         size = ALIGN(size, align);
2032
2033         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2034
2035         if (!cachep->num) {
2036                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2037                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2038                 cachep = NULL;
2039                 goto oops;
2040         }
2041         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2042                           + sizeof(struct slab), align);
2043
2044         /*
2045          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2046          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2047          */
2048         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2049                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2050                 left_over -= slab_size;
2051         }
2052
2053         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2054                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2055                 slab_size =
2056                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2057         }
2058
2059         cachep->colour_off = cache_line_size();
2060         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2061         if (cachep->colour_off < align)
2062                 cachep->colour_off = align;
2063         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2064         cachep->slab_size = slab_size;
2065         cachep->flags = flags;
2066         cachep->gfpflags = 0;
2067         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2068                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2069         cachep->buffer_size = size;
2070
2071         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
2072                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2073         cachep->ctor = ctor;
2074         cachep->dtor = dtor;
2075         cachep->name = name;
2076
2077
2078         setup_cpu_cache(cachep);
2079
2080         /* cache setup completed, link it into the list */
2081         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2082 oops:
2083         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2084                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2085                       name);
2086         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2087         unlock_cpu_hotplug();
2088         return cachep;
2089 }
2090 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2091
2092 #if DEBUG
2093 static void check_irq_off(void)
2094 {
2095         BUG_ON(!irqs_disabled());
2096 }
2097
2098 static void check_irq_on(void)
2099 {
2100         BUG_ON(irqs_disabled());
2101 }
2102
2103 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2104 {
2105 #ifdef CONFIG_SMP
2106         check_irq_off();
2107         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2108 #endif
2109 }
2110
2111 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2112 {
2113 #ifdef CONFIG_SMP
2114         check_irq_off();
2115         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2116 #endif
2117 }
2118
2119 #else
2120 #define check_irq_off() do { } while(0)
2121 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2122 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2123 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2124 #endif
2125
2126 /*
2127  * Waits for all CPUs to execute func().
2128  */
2129 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func)(void *arg), void *arg)
2130 {
2131         check_irq_on();
2132         preempt_disable();
2133         local_irq_disable();
2134         func(arg);
2135         local_irq_enable();
2136
2137         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
2138                 BUG();
2139
2140         preempt_enable();
2141 }
2142
2143 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep,
2144                         struct array_cache *ac, int force, int node);
2145
2146 static void do_drain(void *arg)
2147 {
2148         struct kmem_cache *cachep = arg;
2149         struct array_cache *ac;
2150         int node = numa_node_id();
2151
2152         check_irq_off();
2153         ac = cpu_cache_get(cachep);
2154         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2155         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2156         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2157         ac->avail = 0;
2158 }
2159
2160 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2161 {
2162         struct kmem_list3 *l3;
2163         int node;
2164
2165         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
2166         check_irq_on();
2167         for_each_online_node(node) {
2168                 l3 = cachep->nodelists[node];
2169                 if (l3) {
2170                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2171                         drain_array_locked(cachep, l3->shared, 1, node);
2172                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2173                         if (l3->alien)
2174                                 drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2175                 }
2176         }
2177 }
2178
2179 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2180 {
2181         struct slab *slabp;
2182         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2183         int ret;
2184
2185         for (;;) {
2186                 struct list_head *p;
2187
2188                 p = l3->slabs_free.prev;
2189                 if (p == &l3->slabs_free)
2190                         break;
2191
2192                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2193 #if DEBUG
2194                 if (slabp->inuse)
2195                         BUG();
2196 #endif
2197                 list_del(&slabp->list);
2198
2199                 l3->free_objects -= cachep->num;
2200                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2201                 slab_destroy(cachep, slabp);
2202                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2203         }
2204         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2205         return ret;
2206 }
2207
2208 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2209 {
2210         int ret = 0, i = 0;
2211         struct kmem_list3 *l3;
2212
2213         drain_cpu_caches(cachep);
2214
2215         check_irq_on();
2216         for_each_online_node(i) {
2217                 l3 = cachep->nodelists[i];
2218                 if (l3) {
2219                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2220                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2221                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2222                 }
2223         }
2224         return (ret ? 1 : 0);
2225 }
2226
2227 /**
2228  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2229  * @cachep: The cache to shrink.
2230  *
2231  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2232  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2233  */
2234 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2235 {
2236         if (!cachep || in_interrupt())
2237                 BUG();
2238
2239         return __cache_shrink(cachep);
2240 }
2241 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2242
2243 /**
2244  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2245  * @cachep: the cache to destroy
2246  *
2247  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2248  * Returns 0 on success.
2249  *
2250  * It is expected this function will be called by a module when it is
2251  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2252  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2253  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2254  *
2255  * The cache must be empty before calling this function.
2256  *
2257  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2258  * during the kmem_cache_destroy().
2259  */
2260 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2261 {
2262         int i;
2263         struct kmem_list3 *l3;
2264
2265         if (!cachep || in_interrupt())
2266                 BUG();
2267
2268         /* Don't let CPUs to come and go */
2269         lock_cpu_hotplug();
2270
2271         /* Find the cache in the chain of caches. */
2272         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2273         /*
2274          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2275          */
2276         list_del(&cachep->next);
2277         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2278
2279         if (__cache_shrink(cachep)) {
2280                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2281                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2282                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2283                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2284                 unlock_cpu_hotplug();
2285                 return 1;
2286         }
2287
2288         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2289                 synchronize_rcu();
2290
2291         for_each_online_cpu(i)
2292             kfree(cachep->array[i]);
2293
2294         /* NUMA: free the list3 structures */
2295         for_each_online_node(i) {
2296                 l3 = cachep->nodelists[i];
2297                 if (l3) {
2298                         kfree(l3->shared);
2299                         free_alien_cache(l3->alien);
2300                         kfree(l3);
2301                 }
2302         }
2303         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2304         unlock_cpu_hotplug();
2305         return 0;
2306 }
2307 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2308
2309 /* Get the memory for a slab management obj. */
2310 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2311                                    int colour_off, gfp_t local_flags)
2312 {
2313         struct slab *slabp;
2314
2315         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2316                 /* Slab management obj is off-slab. */
2317                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
2318                 if (!slabp)
2319                         return NULL;
2320         } else {
2321                 slabp = objp + colour_off;
2322                 colour_off += cachep->slab_size;
2323         }
2324         slabp->inuse = 0;
2325         slabp->colouroff = colour_off;
2326         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2327         return slabp;
2328 }
2329
2330 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2331 {
2332         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2333 }
2334
2335 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2336                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2337 {
2338         int i;
2339
2340         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2341                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2342 #if DEBUG
2343                 /* need to poison the objs? */
2344                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2345                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2346                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2347                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2348
2349                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2350                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2351                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2352                 }
2353                 /*
2354                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2355                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2356                  * They must also be threaded.
2357                  */
2358                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2359                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2360                                      ctor_flags);
2361
2362                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2363                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2364                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2365                                            " end of an object");
2366                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2367                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2368                                            " start of an object");
2369                 }
2370                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2371                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2372                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2373                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2374 #else
2375                 if (cachep->ctor)
2376                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2377 #endif
2378                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2379         }
2380         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2381         slabp->free = 0;
2382 }
2383
2384 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2385 {
2386         if (flags & SLAB_DMA)
2387                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2388         else
2389                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2390 }
2391
2392 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2393                                 int nodeid)
2394 {
2395         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2396         kmem_bufctl_t next;
2397
2398         slabp->inuse++;
2399         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2400 #if DEBUG
2401         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2402         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2403 #endif
2404         slabp->free = next;
2405
2406         return objp;
2407 }
2408
2409 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2410                                 void *objp, int nodeid)
2411 {
2412         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2413
2414 #if DEBUG
2415         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2416         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2417
2418         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2419                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2420                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2421                 BUG();
2422         }
2423 #endif
2424         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2425         slabp->free = objnr;
2426         slabp->inuse--;
2427 }
2428
2429 static void set_slab_attr(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2430                         void *objp)
2431 {
2432         int i;
2433         struct page *page;
2434
2435         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2436         i = 1 << cachep->gfporder;
2437         page = virt_to_page(objp);
2438         do {
2439                 page_set_cache(page, cachep);
2440                 page_set_slab(page, slabp);
2441                 page++;
2442         } while (--i);
2443 }
2444
2445 /*
2446  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2447  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2448  */
2449 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2450 {
2451         struct slab *slabp;
2452         void *objp;
2453         size_t offset;
2454         gfp_t local_flags;
2455         unsigned long ctor_flags;
2456         struct kmem_list3 *l3;
2457
2458         /*
2459          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2460          * critical path in kmem_cache_alloc().
2461          */
2462         if (flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW))
2463                 BUG();
2464         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2465                 return 0;
2466
2467         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2468         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2469         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2470                 /*
2471                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2472                  * this - it might need to know...
2473                  */
2474                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2475
2476         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2477         check_irq_off();
2478         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2479         spin_lock(&l3->list_lock);
2480
2481         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2482         offset = l3->colour_next;
2483         l3->colour_next++;
2484         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2485                 l3->colour_next = 0;
2486         spin_unlock(&l3->list_lock);
2487
2488         offset *= cachep->colour_off;
2489
2490         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2491                 local_irq_enable();
2492
2493         /*
2494          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2495          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2496          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2497          * will eventually be caught here (where it matters).
2498          */
2499         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2500
2501         /*
2502          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2503          * 'nodeid'.
2504          */
2505         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2506         if (!objp)
2507                 goto failed;
2508
2509         /* Get slab management. */
2510         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags);
2511         if (!slabp)
2512                 goto opps1;
2513
2514         slabp->nodeid = nodeid;
2515         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2516
2517         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2518
2519         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2520                 local_irq_disable();
2521         check_irq_off();
2522         spin_lock(&l3->list_lock);
2523
2524         /* Make slab active. */
2525         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2526         STATS_INC_GROWN(cachep);
2527         l3->free_objects += cachep->num;
2528         spin_unlock(&l3->list_lock);
2529         return 1;
2530 opps1:
2531         kmem_freepages(cachep, objp);
2532 failed:
2533         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2534                 local_irq_disable();
2535         return 0;
2536 }
2537
2538 #if DEBUG
2539
2540 /*
2541  * Perform extra freeing checks:
2542  * - detect bad pointers.
2543  * - POISON/RED_ZONE checking
2544  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2545  */
2546 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2547 {
2548         struct page *page;
2549
2550         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2551                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2552                        (unsigned long)objp);
2553                 BUG();
2554         }
2555         page = virt_to_page(objp);
2556         if (!PageSlab(page)) {
2557                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2558                        (unsigned long)objp);
2559                 BUG();
2560         }
2561 }
2562
2563 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2564                                    void *caller)
2565 {
2566         struct page *page;
2567         unsigned int objnr;
2568         struct slab *slabp;
2569
2570         objp -= obj_offset(cachep);
2571         kfree_debugcheck(objp);
2572         page = virt_to_page(objp);
2573
2574         if (page_get_cache(page) != cachep) {
2575                 printk(KERN_ERR "mismatch in kmem_cache_free: expected "
2576                                 "cache %p, got %p\n",
2577                        page_get_cache(page), cachep);
2578                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2579                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", page_get_cache(page),
2580                        page_get_cache(page)->name);
2581                 WARN_ON(1);
2582         }
2583         slabp = page_get_slab(page);
2584
2585         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2586                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE ||
2587                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2588                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2589                                                 " object was overwritten");
2590                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, "
2591                                         "redzone 2:0x%lx.\n",
2592                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2593                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2594                 }
2595                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2596                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2597         }
2598         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2599                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2600
2601         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2602
2603         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2604         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2605
2606         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2607                 /*
2608                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2609                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2610                  * the cache-lock held.
2611                  */
2612                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2613                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2614         }
2615         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2616                 /* we want to cache poison the object,
2617                  * call the destruction callback
2618                  */
2619                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2620         }
2621         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2622 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2623                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2624                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2625                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2626                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2627                 } else {
2628                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2629                 }
2630 #else
2631                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2632 #endif
2633         }
2634         return objp;
2635 }
2636
2637 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2638 {
2639         kmem_bufctl_t i;
2640         int entries = 0;
2641
2642         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2643         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2644                 entries++;
2645                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2646                         goto bad;
2647         }
2648         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2649 bad:
2650                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2651                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2652                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2653                 for (i = 0;
2654                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2655                      i++) {
2656                         if (i % 16 == 0)
2657                                 printk("\n%03x:", i);
2658                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2659                 }
2660                 printk("\n");
2661                 BUG();
2662         }
2663 }
2664 #else
2665 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2666 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2667 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2668 #endif
2669
2670 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2671 {
2672         int batchcount;
2673         struct kmem_list3 *l3;
2674         struct array_cache *ac;
2675
2676         check_irq_off();
2677         ac = cpu_cache_get(cachep);
2678 retry:
2679         batchcount = ac->batchcount;
2680         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2681                 /*
2682                  * If there was little recent activity on this cache, then
2683                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2684                  * refill bouncing.
2685                  */
2686                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2687         }
2688         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2689
2690         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2691         spin_lock(&l3->list_lock);
2692
2693         if (l3->shared) {
2694                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2695                 if (shared_array->avail) {
2696                         if (batchcount > shared_array->avail)
2697                                 batchcount = shared_array->avail;
2698                         shared_array->avail -= batchcount;
2699                         ac->avail = batchcount;
2700                         memcpy(ac->entry,
2701                                &(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2702                                sizeof(void *) * batchcount);
2703                         shared_array->touched = 1;
2704                         goto alloc_done;
2705                 }
2706         }
2707         while (batchcount > 0) {
2708                 struct list_head *entry;
2709                 struct slab *slabp;
2710                 /* Get slab alloc is to come from. */
2711                 entry = l3->slabs_partial.next;
2712                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2713                         l3->free_touched = 1;
2714                         entry = l3->slabs_free.next;
2715                         if (entry == &l3->slabs_free)
2716                                 goto must_grow;
2717                 }
2718
2719                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2720                 check_slabp(cachep, slabp);
2721                 check_spinlock_acquired(cachep);
2722                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2723                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2724                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2725                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2726
2727                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2728                                                             numa_node_id());
2729                 }
2730                 check_slabp(cachep, slabp);
2731
2732                 /* move slabp to correct slabp list: */
2733                 list_del(&slabp->list);
2734                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2735                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2736                 else
2737                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2738         }
2739
2740 must_grow:
2741         l3->free_objects -= ac->avail;
2742 alloc_done:
2743         spin_unlock(&l3->list_lock);
2744
2745         if (unlikely(!ac->avail)) {
2746                 int x;
2747                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2748
2749                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2750                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2751                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2752                         return NULL;
2753
2754                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2755                         goto retry;
2756         }
2757         ac->touched = 1;
2758         return ac->entry[--ac->avail];
2759 }
2760
2761 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2762                                                 gfp_t flags)
2763 {
2764         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2765 #if DEBUG
2766         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2767 #endif
2768 }
2769
2770 #if DEBUG
2771 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2772                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
2773 {
2774         if (!objp)
2775                 return objp;
2776         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2777 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2778                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2779                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2780                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2781                 else
2782                         check_poison_obj(cachep, objp);
2783 #else
2784                 check_poison_obj(cachep, objp);
2785 #endif
2786                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2787         }
2788         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2789                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2790
2791         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2792                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2793                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2794                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2795                                                 " object was overwritten");
2796                         printk(KERN_ERR
2797                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
2798                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2799                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2800                 }
2801                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2802                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2803         }
2804         objp += obj_offset(cachep);
2805         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2806                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2807
2808                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2809                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2810
2811                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2812         }
2813         return objp;
2814 }
2815 #else
2816 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2817 #endif
2818
2819 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2820 {
2821         void *objp;
2822         struct array_cache *ac;
2823
2824 #ifdef CONFIG_NUMA
2825         if (unlikely(current->mempolicy && !in_interrupt())) {
2826                 int nid = slab_node(current->mempolicy);
2827
2828                 if (nid != numa_node_id())
2829                         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid);
2830         }
2831 #endif
2832
2833         check_irq_off();
2834         ac = cpu_cache_get(cachep);
2835         if (likely(ac->avail)) {
2836                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2837                 ac->touched = 1;
2838                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2839         } else {
2840                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2841                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2842         }
2843         return objp;
2844 }
2845
2846 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
2847                                                 gfp_t flags, void *caller)
2848 {
2849         unsigned long save_flags;
2850         void *objp;
2851
2852         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2853
2854         local_irq_save(save_flags);
2855         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2856         local_irq_restore(save_flags);
2857         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2858                                             caller);
2859         prefetchw(objp);
2860         return objp;
2861 }
2862
2863 #ifdef CONFIG_NUMA
2864 /*
2865  * A interface to enable slab creation on nodeid
2866  */
2867 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2868                                 int nodeid)
2869 {
2870         struct list_head *entry;
2871         struct slab *slabp;
2872         struct kmem_list3 *l3;
2873         void *obj;
2874         int x;
2875
2876         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2877         BUG_ON(!l3);
2878
2879 retry:
2880         check_irq_off();
2881         spin_lock(&l3->list_lock);
2882         entry = l3->slabs_partial.next;
2883         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2884                 l3->free_touched = 1;
2885                 entry = l3->slabs_free.next;
2886                 if (entry == &l3->slabs_free)
2887                         goto must_grow;
2888         }
2889
2890         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2891         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2892         check_slabp(cachep, slabp);
2893
2894         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2895         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2896         STATS_SET_HIGH(cachep);
2897
2898         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
2899
2900         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
2901         check_slabp(cachep, slabp);
2902         l3->free_objects--;
2903         /* move slabp to correct slabp list: */
2904         list_del(&slabp->list);
2905
2906         if (slabp->free == BUFCTL_END)
2907                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2908         else
2909                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2910
2911         spin_unlock(&l3->list_lock);
2912         goto done;
2913
2914 must_grow:
2915         spin_unlock(&l3->list_lock);
2916         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
2917
2918         if (!x)
2919                 return NULL;
2920
2921         goto retry;
2922 done:
2923         return obj;
2924 }
2925 #endif
2926
2927 /*
2928  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
2929  */
2930 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
2931                        int node)
2932 {
2933         int i;
2934         struct kmem_list3 *l3;
2935
2936         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2937                 void *objp = objpp[i];
2938                 struct slab *slabp;
2939
2940                 slabp = virt_to_slab(objp);
2941                 l3 = cachep->nodelists[node];
2942                 list_del(&slabp->list);
2943                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
2944                 check_slabp(cachep, slabp);
2945                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
2946                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2947                 l3->free_objects++;
2948                 check_slabp(cachep, slabp);
2949
2950                 /* fixup slab chains */
2951                 if (slabp->inuse == 0) {
2952                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
2953                                 l3->free_objects -= cachep->num;
2954                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2955                         } else {
2956                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
2957                         }
2958                 } else {
2959                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2960                          * partial list on free - maximum time for the
2961                          * other objects to be freed, too.
2962                          */
2963                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2964                 }
2965         }
2966 }
2967
2968 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
2969 {
2970         int batchcount;
2971         struct kmem_list3 *l3;
2972         int node = numa_node_id();
2973
2974         batchcount = ac->batchcount;
2975 #if DEBUG
2976         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2977 #endif
2978         check_irq_off();
2979         l3 = cachep->nodelists[node];
2980         spin_lock(&l3->list_lock);
2981         if (l3->shared) {
2982                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2983                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
2984                 if (max) {
2985                         if (batchcount > max)
2986                                 batchcount = max;
2987                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2988                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
2989                         shared_array->avail += batchcount;
2990                         goto free_done;
2991                 }
2992         }
2993
2994         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
2995 free_done:
2996 #if STATS
2997         {
2998                 int i = 0;
2999                 struct list_head *p;
3000
3001                 p = l3->slabs_free.next;
3002                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3003                         struct slab *slabp;
3004
3005                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3006                         BUG_ON(slabp->inuse);
3007
3008                         i++;
3009                         p = p->next;
3010                 }
3011                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3012         }
3013 #endif
3014         spin_unlock(&l3->list_lock);
3015         ac->avail -= batchcount;
3016         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3017 }
3018
3019 /*
3020  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3021  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3022  */
3023 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3024 {
3025         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3026
3027         check_irq_off();
3028         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3029
3030         /* Make sure we are not freeing a object from another
3031          * node to the array cache on this cpu.
3032          */
3033 #ifdef CONFIG_NUMA
3034         {
3035                 struct slab *slabp;
3036                 slabp = virt_to_slab(objp);
3037                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
3038                         struct array_cache *alien = NULL;
3039                         int nodeid = slabp->nodeid;
3040                         struct kmem_list3 *l3;
3041
3042                         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
3043                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
3044                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
3045                                 alien = l3->alien[nodeid];
3046                                 spin_lock(&alien->lock);
3047                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit))
3048                                         __drain_alien_cache(cachep,
3049                                                             alien, nodeid);
3050                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
3051                                 spin_unlock(&alien->lock);
3052                         } else {
3053                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3054                                           list_lock);
3055                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
3056                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3057                                             list_lock);
3058                         }
3059                         return;
3060                 }
3061         }
3062 #endif
3063         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3064                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3065                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3066                 return;
3067         } else {
3068                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3069                 cache_flusharray(cachep, ac);
3070                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3071         }
3072 }
3073
3074 /**
3075  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3076  * @cachep: The cache to allocate from.
3077  * @flags: See kmalloc().
3078  *
3079  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3080  * if the cache has no available objects.
3081  */
3082 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3083 {
3084         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3085 }
3086 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3087
3088 /**
3089  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3090  *      be a slab entry.
3091  * @cachep: the cache we're checking against
3092  * @ptr: pointer to validate
3093  *
3094  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3095  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3096  * part of the slab cache in question, but it at least
3097  * validates that the pointer can be dereferenced and
3098  * looks half-way sane.
3099  *
3100  * Currently only used for dentry validation.
3101  */
3102 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3103 {
3104         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3105         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3106         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3107         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3108         struct page *page;
3109
3110         if (unlikely(addr < min_addr))
3111                 goto out;
3112         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3113                 goto out;
3114         if (unlikely(addr & align_mask))
3115                 goto out;
3116         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3117                 goto out;
3118         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3119                 goto out;
3120         page = virt_to_page(ptr);
3121         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3122                 goto out;
3123         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3124                 goto out;
3125         return 1;
3126 out:
3127         return 0;
3128 }
3129
3130 #ifdef CONFIG_NUMA
3131 /**
3132  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3133  * @cachep: The cache to allocate from.
3134  * @flags: See kmalloc().
3135  * @nodeid: node number of the target node.
3136  *
3137  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3138  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3139  * can improve the performance for cpu bound structures.
3140  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3141  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3142  */
3143 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3144 {
3145         unsigned long save_flags;
3146         void *ptr;
3147
3148         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3149         local_irq_save(save_flags);
3150
3151         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3152                         !cachep->nodelists[nodeid])
3153                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3154         else
3155                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3156         local_irq_restore(save_flags);
3157
3158         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3159                                            __builtin_return_address(0));
3160
3161         return ptr;
3162 }
3163 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3164
3165 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3166 {
3167         struct kmem_cache *cachep;
3168
3169         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3170         if (unlikely(cachep == NULL))
3171                 return NULL;
3172         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3173 }
3174 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3175 #endif
3176
3177 /**
3178  * kmalloc - allocate memory
3179  * @size: how many bytes of memory are required.
3180  * @flags: the type of memory to allocate.
3181  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3182  *
3183  * kmalloc is the normal method of allocating memory
3184  * in the kernel.
3185  *
3186  * The @flags argument may be one of:
3187  *
3188  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
3189  *
3190  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
3191  *
3192  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
3193  *
3194  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
3195  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
3196  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
3197  * from the first 16MB.
3198  */
3199 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3200                                           void *caller)
3201 {
3202         struct kmem_cache *cachep;
3203
3204         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3205          * __ with kmem_.
3206          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3207          * functions.
3208          */
3209         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3210         if (unlikely(cachep == NULL))
3211                 return NULL;
3212         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3213 }
3214
3215 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3216
3217 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3218 {
3219         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3220 }
3221 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3222
3223 #else
3224
3225 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3226 {
3227         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3228 }
3229 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3230
3231 #endif
3232
3233 #ifdef CONFIG_SMP
3234 /**
3235  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3236  * cpu in the system, zeroing them.
3237  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3238  *
3239  * @size: how many bytes of memory are required.
3240  */
3241 void *__alloc_percpu(size_t size)
3242 {
3243         int i;
3244         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3245
3246         if (!pdata)
3247                 return NULL;
3248
3249         /*
3250          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3251          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3252          * that we have allocated then....
3253          */
3254         for_each_cpu(i) {
3255                 int node = cpu_to_node(i);
3256
3257                 if (node_online(node))
3258                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3259                 else
3260                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3261
3262                 if (!pdata->ptrs[i])
3263                         goto unwind_oom;
3264                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3265         }
3266
3267         /* Catch derefs w/o wrappers */
3268         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3269
3270 unwind_oom:
3271         while (--i >= 0) {
3272                 if (!cpu_possible(i))
3273                         continue;
3274                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3275         }
3276         kfree(pdata);
3277         return NULL;
3278 }
3279 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3280 #endif
3281
3282 /**
3283  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3284  * @cachep: The cache the allocation was from.
3285  * @objp: The previously allocated object.
3286  *
3287  * Free an object which was previously allocated from this
3288  * cache.
3289  */
3290 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3291 {
3292         unsigned long flags;
3293
3294         local_irq_save(flags);
3295         __cache_free(cachep, objp);
3296         local_irq_restore(flags);
3297 }
3298 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3299
3300 /**
3301  * kfree - free previously allocated memory
3302  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3303  *
3304  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3305  *
3306  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3307  * or you will run into trouble.
3308  */
3309 void kfree(const void *objp)
3310 {
3311         struct kmem_cache *c;
3312         unsigned long flags;
3313
3314         if (unlikely(!objp))
3315                 return;
3316         local_irq_save(flags);
3317         kfree_debugcheck(objp);
3318         c = virt_to_cache(objp);
3319         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3320         __cache_free(c, (void *)objp);
3321         local_irq_restore(flags);
3322 }
3323 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3324
3325 #ifdef CONFIG_SMP
3326 /**
3327  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3328  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3329  *
3330  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3331  * The complemented objp is to check for that.
3332  */
3333 void free_percpu(const void *objp)
3334 {
3335         int i;
3336         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3337
3338         /*
3339          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3340          */
3341         for_each_cpu(i)
3342             kfree(p->ptrs[i]);
3343         kfree(p);
3344 }
3345 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3346 #endif
3347
3348 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3349 {
3350         return obj_size(cachep);
3351 }
3352 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3353
3354 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3355 {
3356         return cachep->name;
3357 }
3358 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3359
3360 /*
3361  * This initializes kmem_list3 for all nodes.
3362  */
3363 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3364 {
3365         int node;
3366         struct kmem_list3 *l3;
3367         int err = 0;
3368
3369         for_each_online_node(node) {
3370                 struct array_cache *nc = NULL, *new;
3371                 struct array_cache **new_alien = NULL;
3372 #ifdef CONFIG_NUMA
3373                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3374                 if (!new_alien)
3375                         goto fail;
3376 #endif
3377                 new = alloc_arraycache(node, cachep->shared*cachep->batchcount,
3378                                         0xbaadf00d);
3379                 if (!new)
3380                         goto fail;
3381                 l3 = cachep->nodelists[node];
3382                 if (l3) {
3383                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3384
3385                         nc = cachep->nodelists[node]->shared;
3386                         if (nc)
3387                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
3388
3389                         l3->shared = new;
3390                         if (!cachep->nodelists[node]->alien) {
3391                                 l3->alien = new_alien;
3392                                 new_alien = NULL;
3393                         }
3394                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3395                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3396                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3397                         kfree(nc);
3398                         free_alien_cache(new_alien);
3399                         continue;
3400                 }
3401                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3402                 if (!l3)
3403                         goto fail;
3404
3405                 kmem_list3_init(l3);
3406                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3407                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3408                 l3->shared = new;
3409                 l3->alien = new_alien;
3410                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3411                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3412                 cachep->nodelists[node] = l3;
3413         }
3414         return err;
3415 fail:
3416         err = -ENOMEM;
3417         return err;
3418 }
3419
3420 struct ccupdate_struct {
3421         struct kmem_cache *cachep;
3422         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3423 };
3424
3425 static void do_ccupdate_local(void *info)
3426 {
3427         struct ccupdate_struct *new = info;
3428         struct array_cache *old;
3429
3430         check_irq_off();
3431         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3432
3433         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3434         new->new[smp_processor_id()] = old;
3435 }
3436
3437 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3438 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3439                                 int batchcount, int shared)
3440 {
3441         struct ccupdate_struct new;
3442         int i, err;
3443
3444         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3445         for_each_online_cpu(i) {
3446                 new.new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3447                                                 batchcount);
3448                 if (!new.new[i]) {
3449                         for (i--; i >= 0; i--)
3450                                 kfree(new.new[i]);
3451                         return -ENOMEM;
3452                 }
3453         }
3454         new.cachep = cachep;
3455
3456         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
3457
3458         check_irq_on();
3459         cachep->batchcount = batchcount;
3460         cachep->limit = limit;
3461         cachep->shared = shared;
3462
3463         for_each_online_cpu(i) {
3464                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3465                 if (!ccold)
3466                         continue;
3467                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3468                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3469                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3470                 kfree(ccold);
3471         }
3472
3473         err = alloc_kmemlist(cachep);
3474         if (err) {
3475                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3476                        cachep->name, -err);
3477                 BUG();
3478         }
3479         return 0;
3480 }
3481
3482 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3483 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3484 {
3485         int err;
3486         int limit, shared;
3487
3488         /*
3489          * The head array serves three purposes:
3490          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3491          * - reduce the number of spinlock operations.
3492          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3493          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3494          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3495          * Bonwick.
3496          */
3497         if (cachep->buffer_size > 131072)
3498                 limit = 1;
3499         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3500                 limit = 8;
3501         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3502                 limit = 24;
3503         else if (cachep->buffer_size > 256)
3504                 limit = 54;
3505         else
3506                 limit = 120;
3507
3508         /*
3509          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3510          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3511          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3512          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3513          * replaces Bonwick's magazine layer.
3514          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3515          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3516          */
3517         shared = 0;
3518 #ifdef CONFIG_SMP
3519         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3520                 shared = 8;
3521 #endif
3522
3523 #if DEBUG
3524         /*
3525          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3526          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3527          */
3528         if (limit > 32)
3529                 limit = 32;
3530 #endif
3531         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3532         if (err)
3533                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3534                        cachep->name, -err);
3535 }
3536
3537 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep,
3538                                 struct array_cache *ac, int force, int node)
3539 {
3540         int tofree;
3541
3542         check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3543         if (ac->touched && !force) {
3544                 ac->touched = 0;
3545         } else if (ac->avail) {
3546                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3547                 if (tofree > ac->avail)
3548                         tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3549                 free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3550                 ac->avail -= tofree;
3551                 memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3552                         sizeof(void *) * ac->avail);
3553         }
3554 }
3555
3556 /**
3557  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3558  * @unused: unused parameter
3559  *
3560  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3561  * Purpose:
3562  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3563  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3564  *
3565  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3566  * again on the next iteration.
3567  */
3568 static void cache_reap(void *unused)
3569 {
3570         struct list_head *walk;
3571         struct kmem_list3 *l3;
3572
3573         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3574                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3575                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3576                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3577                 return;
3578         }
3579
3580         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3581                 struct kmem_cache *searchp;
3582                 struct list_head *p;
3583                 int tofree;
3584                 struct slab *slabp;
3585
3586                 searchp = list_entry(walk, struct kmem_cache, next);
3587
3588                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
3589                         goto next;
3590
3591                 check_irq_on();
3592
3593                 l3 = searchp->nodelists[numa_node_id()];
3594                 reap_alien(searchp, l3);
3595                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3596
3597                 drain_array_locked(searchp, cpu_cache_get(searchp), 0,
3598                                    numa_node_id());
3599
3600                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3601                         goto next_unlock;
3602
3603                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3604
3605                 if (l3->shared)
3606                         drain_array_locked(searchp, l3->shared, 0,
3607                                            numa_node_id());
3608
3609                 if (l3->free_touched) {
3610                         l3->free_touched = 0;
3611                         goto next_unlock;
3612                 }
3613
3614                 tofree = (l3->free_limit + 5 * searchp->num - 1) /
3615                                 (5 * searchp->num);
3616                 do {
3617                         p = l3->slabs_free.next;
3618                         if (p == &(l3->slabs_free))
3619                                 break;
3620
3621                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3622                         BUG_ON(slabp->inuse);
3623                         list_del(&slabp->list);
3624                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3625
3626                         /*
3627                          * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
3628                          * to the cache. searchp cannot disappear, we hold
3629                          * cache_chain_lock
3630                          */
3631                         l3->free_objects -= searchp->num;
3632                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3633                         slab_destroy(searchp, slabp);
3634                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3635                 } while (--tofree > 0);
3636 next_unlock:
3637                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3638 next:
3639                 cond_resched();
3640         }
3641         check_irq_on();
3642         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3643         next_reap_node();
3644         /* Set up the next iteration */
3645         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3646 }
3647
3648 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3649
3650 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3651 {
3652         /*
3653          * Output format version, so at least we can change it
3654          * without _too_ many complaints.
3655          */
3656 #if STATS
3657         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3658 #else
3659         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3660 #endif
3661         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3662                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3663         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3664         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3665 #if STATS
3666         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3667                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees>");
3668         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3669 #endif
3670         seq_putc(m, '\n');
3671 }
3672
3673 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3674 {
3675         loff_t n = *pos;
3676         struct list_head *p;
3677
3678         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3679         if (!n)
3680                 print_slabinfo_header(m);
3681         p = cache_chain.next;
3682         while (n--) {
3683                 p = p->next;
3684                 if (p == &cache_chain)
3685                         return NULL;
3686         }
3687         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3688 }
3689
3690 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3691 {
3692         struct kmem_cache *cachep = p;
3693         ++*pos;
3694         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3695                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3696 }
3697
3698 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3699 {
3700         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3701 }
3702
3703 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3704 {
3705         struct kmem_cache *cachep = p;
3706         struct list_head *q;
3707         struct slab *slabp;
3708         unsigned long active_objs;
3709         unsigned long num_objs;
3710         unsigned long active_slabs = 0;
3711         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3712         const char *name;
3713         char *error = NULL;
3714         int node;
3715         struct kmem_list3 *l3;
3716
3717         active_objs = 0;
3718         num_slabs = 0;
3719         for_each_online_node(node) {
3720                 l3 = cachep->nodelists[node];
3721                 if (!l3)
3722                         continue;
3723
3724                 check_irq_on();
3725                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3726
3727                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
3728                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3729                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3730                                 error = "slabs_full accounting error";
3731                         active_objs += cachep->num;
3732                         active_slabs++;
3733                 }
3734                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
3735                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3736                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3737                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3738                         if (!slabp->inuse && !error)
3739                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3740                         active_objs += slabp->inuse;
3741                         active_slabs++;
3742                 }
3743                 list_for_each(q, &l3->slabs_free) {
3744                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3745                         if (slabp->inuse && !error)
3746                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3747                         num_slabs++;
3748                 }
3749                 free_objects += l3->free_objects;
3750                 if (l3->shared)
3751                         shared_avail += l3->shared->avail;
3752
3753                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3754         }
3755         num_slabs += active_slabs;
3756         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3757         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3758                 error = "free_objects accounting error";
3759
3760         name = cachep->name;
3761         if (error)
3762                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3763
3764         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3765                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3766                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3767         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3768                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3769         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3770                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3771 #if STATS
3772         {                       /* list3 stats */
3773                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3774                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3775                 unsigned long grown = cachep->grown;
3776                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3777                 unsigned long errors = cachep->errors;
3778                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3779                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3780                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3781
3782                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3783                                 %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
3784                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
3785                                 node_frees);
3786         }
3787         /* cpu stats */
3788         {
3789                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3790                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3791                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3792                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3793
3794                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3795                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3796         }
3797 #endif
3798         seq_putc(m, '\n');
3799         return 0;
3800 }
3801
3802 /*
3803  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3804  *
3805  * Output layout:
3806  * cache-name
3807  * num-active-objs
3808  * total-objs
3809  * object size
3810  * num-active-slabs
3811  * total-slabs
3812  * num-pages-per-slab
3813  * + further values on SMP and with statistics enabled
3814  */
3815
3816 struct seq_operations slabinfo_op = {
3817         .start = s_start,
3818         .next = s_next,
3819         .stop = s_stop,
3820         .show = s_show,
3821 };
3822
3823 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3824 /**
3825  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3826  * @file: unused
3827  * @buffer: user buffer
3828  * @count: data length
3829  * @ppos: unused
3830  */
3831 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3832                        size_t count, loff_t *ppos)
3833 {
3834         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3835         int limit, batchcount, shared, res;
3836         struct list_head *p;
3837
3838         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3839                 return -EINVAL;
3840         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3841                 return -EFAULT;
3842         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3843
3844         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3845         if (!tmp)
3846                 return -EINVAL;
3847         *tmp = '\0';
3848         tmp++;
3849         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3850                 return -EINVAL;
3851
3852         /* Find the cache in the chain of caches. */
3853         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3854         res = -EINVAL;
3855         list_for_each(p, &cache_chain) {
3856                 struct kmem_cache *cachep;
3857
3858                 cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3859                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3860                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
3861                                         batchcount > limit || shared < 0) {
3862                                 res = 0;
3863                         } else {
3864                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3865                                                        batchcount, shared);
3866                         }
3867                         break;
3868                 }
3869         }
3870         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3871         if (res >= 0)
3872                 res = count;
3873         return res;
3874 }
3875 #endif
3876
3877 /**
3878  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
3879  * @objp: Pointer to the object
3880  *
3881  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
3882  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
3883  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
3884  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
3885  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
3886  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
3887  * must not be freed during the duration of the call.
3888  */
3889 unsigned int ksize(const void *objp)
3890 {
3891         if (unlikely(objp == NULL))
3892                 return 0;
3893
3894         return obj_size(virt_to_cache(objp));
3895 }