]> err.no Git - linux-2.6/blob - mm/slab.c
[PATCH] slab: allocate node local memory for off-slab slabmanagement
[linux-2.6] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/nodemask.h>
107 #include        <linux/mempolicy.h>
108 #include        <linux/mutex.h>
109
110 #include        <asm/uaccess.h>
111 #include        <asm/cacheflush.h>
112 #include        <asm/tlbflush.h>
113 #include        <asm/page.h>
114
115 /*
116  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
117  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
118  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
119  *
120  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
121  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
122  *
123  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
124  */
125
126 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
127 #define DEBUG           1
128 #define STATS           1
129 #define FORCED_DEBUG    1
130 #else
131 #define DEBUG           0
132 #define STATS           0
133 #define FORCED_DEBUG    0
134 #endif
135
136 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
137 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
138
139 #ifndef cache_line_size
140 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
141 #endif
142
143 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
144 /*
145  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
146  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
147  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
148  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
149  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
150  * Note that this flag disables some debug features.
151  */
152 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
153 #endif
154
155 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
156 /*
157  * Enforce a minimum alignment for all caches.
158  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
159  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
160  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
161  * some debug features.
162  */
163 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
164 #endif
165
166 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
167 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
168 #endif
169
170 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
171 #if DEBUG
172 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
173                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
174                          SLAB_CACHE_DMA | \
175                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
176                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
177                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
178 #else
179 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
180                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
181                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
182                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
183 #endif
184
185 /*
186  * kmem_bufctl_t:
187  *
188  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
189  * linked offsets.
190  *
191  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
192  * slab an object belongs to.
193  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
194  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
195  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
196  * that does not use off-slab slabs.
197  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
198  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
199  * to have too many per slab.
200  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
201  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
202  */
203
204 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
205 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
206 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
207 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
208 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
209
210 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
211  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
212  */
213 static unsigned long offslab_limit;
214
215 /*
216  * struct slab
217  *
218  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
219  * for a slab, or allocated from an general cache.
220  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
221  */
222 struct slab {
223         struct list_head list;
224         unsigned long colouroff;
225         void *s_mem;            /* including colour offset */
226         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
227         kmem_bufctl_t free;
228         unsigned short nodeid;
229 };
230
231 /*
232  * struct slab_rcu
233  *
234  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
235  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
236  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
237  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
238  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
239  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
240  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
241  *
242  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
243  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
244  *
245  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
246  */
247 struct slab_rcu {
248         struct rcu_head head;
249         struct kmem_cache *cachep;
250         void *addr;
251 };
252
253 /*
254  * struct array_cache
255  *
256  * Purpose:
257  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
258  * - reduce the number of linked list operations
259  * - reduce spinlock operations
260  *
261  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
262  * footprint.
263  *
264  */
265 struct array_cache {
266         unsigned int avail;
267         unsigned int limit;
268         unsigned int batchcount;
269         unsigned int touched;
270         spinlock_t lock;
271         void *entry[0]; /*
272                          * Must have this definition in here for the proper
273                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
274                          * the entries.
275                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
276                          */
277 };
278
279 /*
280  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
281  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
282  */
283 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
284 struct arraycache_init {
285         struct array_cache cache;
286         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
287 };
288
289 /*
290  * The slab lists for all objects.
291  */
292 struct kmem_list3 {
293         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
294         struct list_head slabs_full;
295         struct list_head slabs_free;
296         unsigned long free_objects;
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         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
303         int free_touched;               /* updated without locking */
304 };
305
306 /*
307  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
308  */
309 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
310 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
311 #define CACHE_CACHE 0
312 #define SIZE_AC 1
313 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
314
315 /*
316  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
317  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
318  */
319 static __always_inline int index_of(const size_t size)
320 {
321         extern void __bad_size(void);
322
323         if (__builtin_constant_p(size)) {
324                 int i = 0;
325
326 #define CACHE(x) \
327         if (size <=x) \
328                 return i; \
329         else \
330                 i++;
331 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
332 #undef CACHE
333                 __bad_size();
334         } else
335                 __bad_size();
336         return 0;
337 }
338
339 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
340 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
341
342 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
343 {
344         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
345         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
346         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
347         parent->shared = NULL;
348         parent->alien = NULL;
349         parent->colour_next = 0;
350         spin_lock_init(&parent->list_lock);
351         parent->free_objects = 0;
352         parent->free_touched = 0;
353 }
354
355 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
356         do {                                                            \
357                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
358                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
359         } while (0)
360
361 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
362         do {                                                            \
363         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
364         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
365         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
366         } while (0)
367
368 /*
369  * struct kmem_cache
370  *
371  * manages a cache.
372  */
373
374 struct kmem_cache {
375 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
376         struct array_cache *array[NR_CPUS];
377 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
378         unsigned int batchcount;
379         unsigned int limit;
380         unsigned int shared;
381
382         unsigned int buffer_size;
383 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
384         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
385
386         unsigned int flags;             /* constant flags */
387         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
388
389 /* 4) cache_grow/shrink */
390         /* order of pgs per slab (2^n) */
391         unsigned int gfporder;
392
393         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
394         gfp_t gfpflags;
395
396         size_t colour;                  /* cache colouring range */
397         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
398         struct kmem_cache *slabp_cache;
399         unsigned int slab_size;
400         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
401
402         /* constructor func */
403         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
404
405         /* de-constructor func */
406         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
407
408 /* 5) cache creation/removal */
409         const char *name;
410         struct list_head next;
411
412 /* 6) statistics */
413 #if STATS
414         unsigned long num_active;
415         unsigned long num_allocations;
416         unsigned long high_mark;
417         unsigned long grown;
418         unsigned long reaped;
419         unsigned long errors;
420         unsigned long max_freeable;
421         unsigned long node_allocs;
422         unsigned long node_frees;
423         atomic_t allochit;
424         atomic_t allocmiss;
425         atomic_t freehit;
426         atomic_t freemiss;
427 #endif
428 #if DEBUG
429         /*
430          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
431          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
432          * object size including these internal fields, the following two
433          * variables contain the offset to the user object and its size.
434          */
435         int obj_offset;
436         int obj_size;
437 #endif
438 };
439
440 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
441 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
442
443 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
444 /*
445  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
446  * cpucache drain/refill cycles.
447  *
448  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
449  * which could lock up otherwise freeable slabs.
450  */
451 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
452 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
453
454 #if STATS
455 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
456 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
457 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
458 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
459 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
460 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
461         do {                                                            \
462                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
463                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
464         } while (0)
465 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
466 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
467 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
468 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
469         do {                                                            \
470                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
471                         (x)->max_freeable = i;                          \
472         } while (0)
473 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
474 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
475 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
476 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
477 #else
478 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
479 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
480 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
481 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
482 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
483 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
484 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
485 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
486 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
487 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
488 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
489 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
490 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
491 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
492 #endif
493
494 #if DEBUG
495 /*
496  * Magic nums for obj red zoning.
497  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
498  */
499 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
500 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
501
502 /* ...and for poisoning */
503 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
504 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
505 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
506
507 /*
508  * memory layout of objects:
509  * 0            : objp
510  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
511  *              the end of an object is aligned with the end of the real
512  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
513  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
514  *              redzone word.
515  * cachep->obj_offset: The real object.
516  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
517  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
518  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
519  */
520 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
521 {
522         return cachep->obj_offset;
523 }
524
525 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
526 {
527         return cachep->obj_size;
528 }
529
530 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
531 {
532         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
533         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
534 }
535
536 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
537 {
538         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
539         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
540                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
541                                          2 * BYTES_PER_WORD);
542         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
543 }
544
545 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
546 {
547         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
548         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
549 }
550
551 #else
552
553 #define obj_offset(x)                   0
554 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
555 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
556 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
557 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
558
559 #endif
560
561 /*
562  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
563  * order.
564  */
565 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
566 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
567 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
568 #elif defined(CONFIG_MMU)
569 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
570 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
571 #else
572 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
573 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
574 #endif
575
576 /*
577  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
578  */
579 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
580 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
581 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
582
583 /*
584  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
585  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
586  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
587  */
588 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
589 {
590         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
591 }
592
593 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
594 {
595         if (unlikely(PageCompound(page)))
596                 page = (struct page *)page_private(page);
597         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
598 }
599
600 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
601 {
602         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
603 }
604
605 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
606 {
607         if (unlikely(PageCompound(page)))
608                 page = (struct page *)page_private(page);
609         return (struct slab *)page->lru.prev;
610 }
611
612 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
613 {
614         struct page *page = virt_to_page(obj);
615         return page_get_cache(page);
616 }
617
618 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
619 {
620         struct page *page = virt_to_page(obj);
621         return page_get_slab(page);
622 }
623
624 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
625                                  unsigned int idx)
626 {
627         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
628 }
629
630 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
631                                         struct slab *slab, void *obj)
632 {
633         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
634 }
635
636 /*
637  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
638  */
639 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
640 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
641 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
642         CACHE(ULONG_MAX)
643 #undef CACHE
644 };
645 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
646
647 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
648 struct cache_names {
649         char *name;
650         char *name_dma;
651 };
652
653 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
654 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
655 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
656         {NULL,}
657 #undef CACHE
658 };
659
660 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
661     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
662 static struct arraycache_init initarray_generic =
663     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
664
665 /* internal cache of cache description objs */
666 static struct kmem_cache cache_cache = {
667         .batchcount = 1,
668         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
669         .shared = 1,
670         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
671         .name = "kmem_cache",
672 #if DEBUG
673         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
674 #endif
675 };
676
677 /* Guard access to the cache-chain. */
678 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
679 static struct list_head cache_chain;
680
681 /*
682  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many slab-allocated pages
683  * are possibly freeable under pressure
684  *
685  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
686  */
687 atomic_t slab_reclaim_pages;
688
689 /*
690  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
691  * until the general caches are up.
692  */
693 static enum {
694         NONE,
695         PARTIAL_AC,
696         PARTIAL_L3,
697         FULL
698 } g_cpucache_up;
699
700 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
701
702 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
703                         int node);
704 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
705 static void cache_reap(void *unused);
706 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node);
707
708 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
709 {
710         return cachep->array[smp_processor_id()];
711 }
712
713 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
714                                                         gfp_t gfpflags)
715 {
716         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
717
718 #if DEBUG
719         /* This happens if someone tries to call
720          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
721          * the generic caches are initialized.
722          */
723         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
724 #endif
725         while (size > csizep->cs_size)
726                 csizep++;
727
728         /*
729          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
730          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
731          * for large kmalloc calls required.
732          */
733         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
734                 return csizep->cs_dmacachep;
735         return csizep->cs_cachep;
736 }
737
738 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
739 {
740         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
741 }
742 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
743
744 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
745 {
746         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
747 }
748
749 /*
750  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
751  */
752 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
753                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
754                            unsigned int *num)
755 {
756         int nr_objs;
757         size_t mgmt_size;
758         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
759
760         /*
761          * The slab management structure can be either off the slab or
762          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
763          * slab is used for:
764          *
765          * - The struct slab
766          * - One kmem_bufctl_t for each object
767          * - Padding to respect alignment of @align
768          * - @buffer_size bytes for each object
769          *
770          * If the slab management structure is off the slab, then the
771          * alignment will already be calculated into the size. Because
772          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
773          * correct alignment when allocated.
774          */
775         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
776                 mgmt_size = 0;
777                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
778
779                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
780                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
781         } else {
782                 /*
783                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
784                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
785                  * least @align. In the worst case, this result will
786                  * be one greater than the number of objects that fit
787                  * into the memory allocation when taking the padding
788                  * into account.
789                  */
790                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
791                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
792
793                 /*
794                  * This calculated number will be either the right
795                  * amount, or one greater than what we want.
796                  */
797                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
798                        > slab_size)
799                         nr_objs--;
800
801                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
802                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
803
804                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
805         }
806         *num = nr_objs;
807         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
808 }
809
810 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
811
812 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
813                         char *msg)
814 {
815         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
816                function, cachep->name, msg);
817         dump_stack();
818 }
819
820 #ifdef CONFIG_NUMA
821 /*
822  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
823  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
824  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
825  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
826  */
827 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
828
829 static void init_reap_node(int cpu)
830 {
831         int node;
832
833         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
834         if (node == MAX_NUMNODES)
835                 node = first_node(node_online_map);
836
837         __get_cpu_var(reap_node) = node;
838 }
839
840 static void next_reap_node(void)
841 {
842         int node = __get_cpu_var(reap_node);
843
844         /*
845          * Also drain per cpu pages on remote zones
846          */
847         if (node != numa_node_id())
848                 drain_node_pages(node);
849
850         node = next_node(node, node_online_map);
851         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
852                 node = first_node(node_online_map);
853         __get_cpu_var(reap_node) = node;
854 }
855
856 #else
857 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
858 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
859 #endif
860
861 /*
862  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
863  * via the workqueue/eventd.
864  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
865  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
866  * lock.
867  */
868 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
869 {
870         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
871
872         /*
873          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
874          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
875          * at that time.
876          */
877         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
878                 init_reap_node(cpu);
879                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
880                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
881         }
882 }
883
884 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
885                                             int batchcount)
886 {
887         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
888         struct array_cache *nc = NULL;
889
890         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
891         if (nc) {
892                 nc->avail = 0;
893                 nc->limit = entries;
894                 nc->batchcount = batchcount;
895                 nc->touched = 0;
896                 spin_lock_init(&nc->lock);
897         }
898         return nc;
899 }
900
901 /*
902  * Transfer objects in one arraycache to another.
903  * Locking must be handled by the caller.
904  *
905  * Return the number of entries transferred.
906  */
907 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
908                 struct array_cache *from, unsigned int max)
909 {
910         /* Figure out how many entries to transfer */
911         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
912
913         if (!nr)
914                 return 0;
915
916         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
917                         sizeof(void *) *nr);
918
919         from->avail -= nr;
920         to->avail += nr;
921         to->touched = 1;
922         return nr;
923 }
924
925 #ifdef CONFIG_NUMA
926 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
927 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
928
929 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
930 {
931         struct array_cache **ac_ptr;
932         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
933         int i;
934
935         if (limit > 1)
936                 limit = 12;
937         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
938         if (ac_ptr) {
939                 for_each_node(i) {
940                         if (i == node || !node_online(i)) {
941                                 ac_ptr[i] = NULL;
942                                 continue;
943                         }
944                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
945                         if (!ac_ptr[i]) {
946                                 for (i--; i <= 0; i--)
947                                         kfree(ac_ptr[i]);
948                                 kfree(ac_ptr);
949                                 return NULL;
950                         }
951                 }
952         }
953         return ac_ptr;
954 }
955
956 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
957 {
958         int i;
959
960         if (!ac_ptr)
961                 return;
962         for_each_node(i)
963             kfree(ac_ptr[i]);
964         kfree(ac_ptr);
965 }
966
967 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
968                                 struct array_cache *ac, int node)
969 {
970         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
971
972         if (ac->avail) {
973                 spin_lock(&rl3->list_lock);
974                 /*
975                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
976                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
977                  * into the free lists and getting them back later.
978                  */
979                 transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
980
981                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
982                 ac->avail = 0;
983                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
984         }
985 }
986
987 /*
988  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
989  */
990 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
991 {
992         int node = __get_cpu_var(reap_node);
993
994         if (l3->alien) {
995                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
996
997                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
998                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
999                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1000                 }
1001         }
1002 }
1003
1004 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1005                                 struct array_cache **alien)
1006 {
1007         int i = 0;
1008         struct array_cache *ac;
1009         unsigned long flags;
1010
1011         for_each_online_node(i) {
1012                 ac = alien[i];
1013                 if (ac) {
1014                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1015                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1016                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1017                 }
1018         }
1019 }
1020 #else
1021
1022 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1023 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1024
1025 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1026 {
1027         return (struct array_cache **) 0x01020304ul;
1028 }
1029
1030 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1031 {
1032 }
1033
1034 #endif
1035
1036 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1037                                     unsigned long action, void *hcpu)
1038 {
1039         long cpu = (long)hcpu;
1040         struct kmem_cache *cachep;
1041         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1042         int node = cpu_to_node(cpu);
1043         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1044
1045         switch (action) {
1046         case CPU_UP_PREPARE:
1047                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1048                 /*
1049                  * We need to do this right in the beginning since
1050                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1051                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1052                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1053                  */
1054
1055                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1056                         /*
1057                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1058                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1059                          * node has not already allocated this
1060                          */
1061                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1062                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1063                                 if (!l3)
1064                                         goto bad;
1065                                 kmem_list3_init(l3);
1066                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1067                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1068
1069                                 /*
1070                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1071                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1072                                  * protection here.
1073                                  */
1074                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1075                         }
1076
1077                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1078                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1079                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1080                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1081                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1082                 }
1083
1084                 /*
1085                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1086                  * array caches
1087                  */
1088                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1089                         struct array_cache *nc;
1090                         struct array_cache *shared;
1091                         struct array_cache **alien;
1092
1093                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1094                                                 cachep->batchcount);
1095                         if (!nc)
1096                                 goto bad;
1097                         shared = alloc_arraycache(node,
1098                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1099                                         0xbaadf00d);
1100                         if (!shared)
1101                                 goto bad;
1102
1103                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1104                         if (!alien)
1105                                 goto bad;
1106                         cachep->array[cpu] = nc;
1107                         l3 = cachep->nodelists[node];
1108                         BUG_ON(!l3);
1109
1110                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1111                         if (!l3->shared) {
1112                                 /*
1113                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1114                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1115                                  */
1116                                 l3->shared = shared;
1117                                 shared = NULL;
1118                         }
1119 #ifdef CONFIG_NUMA
1120                         if (!l3->alien) {
1121                                 l3->alien = alien;
1122                                 alien = NULL;
1123                         }
1124 #endif
1125                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1126                         kfree(shared);
1127                         free_alien_cache(alien);
1128                 }
1129                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1130                 break;
1131         case CPU_ONLINE:
1132                 start_cpu_timer(cpu);
1133                 break;
1134 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1135         case CPU_DEAD:
1136                 /*
1137                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1138                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1139                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1140                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1141                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1142                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1143                  */
1144                 /* fall thru */
1145         case CPU_UP_CANCELED:
1146                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1147                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1148                         struct array_cache *nc;
1149                         struct array_cache *shared;
1150                         struct array_cache **alien;
1151                         cpumask_t mask;
1152
1153                         mask = node_to_cpumask(node);
1154                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1155                         nc = cachep->array[cpu];
1156                         cachep->array[cpu] = NULL;
1157                         l3 = cachep->nodelists[node];
1158
1159                         if (!l3)
1160                                 goto free_array_cache;
1161
1162                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1163
1164                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1165                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1166                         if (nc)
1167                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1168
1169                         if (!cpus_empty(mask)) {
1170                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1171                                 goto free_array_cache;
1172                         }
1173
1174                         shared = l3->shared;
1175                         if (shared) {
1176                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1177                                            l3->shared->avail, node);
1178                                 l3->shared = NULL;
1179                         }
1180
1181                         alien = l3->alien;
1182                         l3->alien = NULL;
1183
1184                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1185
1186                         kfree(shared);
1187                         if (alien) {
1188                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1189                                 free_alien_cache(alien);
1190                         }
1191 free_array_cache:
1192                         kfree(nc);
1193                 }
1194                 /*
1195                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1196                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1197                  * shrink each nodelist to its limit.
1198                  */
1199                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1200                         l3 = cachep->nodelists[node];
1201                         if (!l3)
1202                                 continue;
1203                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1204                         /* free slabs belonging to this node */
1205                         __node_shrink(cachep, node);
1206                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1207                 }
1208                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1209                 break;
1210 #endif
1211         }
1212         return NOTIFY_OK;
1213 bad:
1214         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1215         return NOTIFY_BAD;
1216 }
1217
1218 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
1219
1220 /*
1221  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1222  */
1223 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1224                         int nodeid)
1225 {
1226         struct kmem_list3 *ptr;
1227
1228         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1229         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1230         BUG_ON(!ptr);
1231
1232         local_irq_disable();
1233         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1234         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1235         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1236         local_irq_enable();
1237 }
1238
1239 /*
1240  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1241  * before smp_init().
1242  */
1243 void __init kmem_cache_init(void)
1244 {
1245         size_t left_over;
1246         struct cache_sizes *sizes;
1247         struct cache_names *names;
1248         int i;
1249         int order;
1250
1251         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1252                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1253                 if (i < MAX_NUMNODES)
1254                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1255         }
1256
1257         /*
1258          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1259          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1260          */
1261         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1262                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1263
1264         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1265          * from caches that do not exist yet:
1266          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1267          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1268          *    cache_cache is statically allocated.
1269          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1270          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1271          *    array at the end of the bootstrap.
1272          * 2) Create the first kmalloc cache.
1273          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1274          *    An __init data area is used for the head array.
1275          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1276          *    head arrays.
1277          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1278          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1279          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1280          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1281          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1282          */
1283
1284         /* 1) create the cache_cache */
1285         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1286         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1287         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1288         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1289         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1290
1291         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1292                                         cache_line_size());
1293
1294         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1295                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1296                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1297                 if (cache_cache.num)
1298                         break;
1299         }
1300         BUG_ON(!cache_cache.num);
1301         cache_cache.gfporder = order;
1302         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1303         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1304                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1305
1306         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1307         sizes = malloc_sizes;
1308         names = cache_names;
1309
1310         /*
1311          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1312          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1313          * bug.
1314          */
1315
1316         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1317                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1318                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1319                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1320                                         NULL, NULL);
1321
1322         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1323                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1324                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1325                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1326                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1327                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1328                                 NULL, NULL);
1329         }
1330
1331         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1332                 /*
1333                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1334                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1335                  * eliminates "false sharing".
1336                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1337                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1338                  */
1339                 if (!sizes->cs_cachep) {
1340                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1341                                         sizes->cs_size,
1342                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1343                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1344                                         NULL, NULL);
1345                 }
1346
1347                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
1348                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
1349                         offslab_limit = sizes->cs_size - sizeof(struct slab);
1350                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1351                 }
1352
1353                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1354                                         sizes->cs_size,
1355                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1356                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1357                                                 SLAB_PANIC,
1358                                         NULL, NULL);
1359                 sizes++;
1360                 names++;
1361         }
1362         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1363         {
1364                 void *ptr;
1365
1366                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1367
1368                 local_irq_disable();
1369                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1370                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1371                        sizeof(struct arraycache_init));
1372                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1373                 local_irq_enable();
1374
1375                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1376
1377                 local_irq_disable();
1378                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1379                        != &initarray_generic.cache);
1380                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1381                        sizeof(struct arraycache_init));
1382                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1383                     ptr;
1384                 local_irq_enable();
1385         }
1386         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1387         {
1388                 int node;
1389                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1390                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1391                           numa_node_id());
1392
1393                 for_each_online_node(node) {
1394                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1395                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1396
1397                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1398                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1399                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1400                                           node);
1401                         }
1402                 }
1403         }
1404
1405         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1406         {
1407                 struct kmem_cache *cachep;
1408                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1409                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1410                         enable_cpucache(cachep);
1411                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1412         }
1413
1414         /* Done! */
1415         g_cpucache_up = FULL;
1416
1417         /*
1418          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1419          * cpu_cache_get for all new cpus
1420          */
1421         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1422
1423         /*
1424          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1425          * of the kernel is not yet operational.
1426          */
1427 }
1428
1429 static int __init cpucache_init(void)
1430 {
1431         int cpu;
1432
1433         /*
1434          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1435          */
1436         for_each_online_cpu(cpu)
1437                 start_cpu_timer(cpu);
1438         return 0;
1439 }
1440 __initcall(cpucache_init);
1441
1442 /*
1443  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1444  *
1445  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1446  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1447  * would be relatively rare and ignorable.
1448  */
1449 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1450 {
1451         struct page *page;
1452         void *addr;
1453         int i;
1454
1455         flags |= cachep->gfpflags;
1456         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1457         if (!page)
1458                 return NULL;
1459         addr = page_address(page);
1460
1461         i = (1 << cachep->gfporder);
1462         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1463                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
1464         add_page_state(nr_slab, i);
1465         while (i--) {
1466                 __SetPageSlab(page);
1467                 page++;
1468         }
1469         return addr;
1470 }
1471
1472 /*
1473  * Interface to system's page release.
1474  */
1475 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1476 {
1477         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1478         struct page *page = virt_to_page(addr);
1479         const unsigned long nr_freed = i;
1480
1481         while (i--) {
1482                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1483                 __ClearPageSlab(page);
1484                 page++;
1485         }
1486         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1487         if (current->reclaim_state)
1488                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1489         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1490         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1491                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1492 }
1493
1494 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1495 {
1496         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1497         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1498
1499         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1500         if (OFF_SLAB(cachep))
1501                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1502 }
1503
1504 #if DEBUG
1505
1506 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1507 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1508                             unsigned long caller)
1509 {
1510         int size = obj_size(cachep);
1511
1512         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1513
1514         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1515                 return;
1516
1517         *addr++ = 0x12345678;
1518         *addr++ = caller;
1519         *addr++ = smp_processor_id();
1520         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1521         {
1522                 unsigned long *sptr = &caller;
1523                 unsigned long svalue;
1524
1525                 while (!kstack_end(sptr)) {
1526                         svalue = *sptr++;
1527                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1528                                 *addr++ = svalue;
1529                                 size -= sizeof(unsigned long);
1530                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1531                                         break;
1532                         }
1533                 }
1534
1535         }
1536         *addr++ = 0x87654321;
1537 }
1538 #endif
1539
1540 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1541 {
1542         int size = obj_size(cachep);
1543         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1544
1545         memset(addr, val, size);
1546         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1547 }
1548
1549 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1550 {
1551         int i;
1552         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1553         for (i = 0; i < limit; i++)
1554                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1555         printk("\n");
1556 }
1557 #endif
1558
1559 #if DEBUG
1560
1561 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1562 {
1563         int i, size;
1564         char *realobj;
1565
1566         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1567                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1568                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1569                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1570         }
1571
1572         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1573                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1574                         *dbg_userword(cachep, objp));
1575                 print_symbol("(%s)",
1576                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1577                 printk("\n");
1578         }
1579         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1580         size = obj_size(cachep);
1581         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1582                 int limit;
1583                 limit = 16;
1584                 if (i + limit > size)
1585                         limit = size - i;
1586                 dump_line(realobj, i, limit);
1587         }
1588 }
1589
1590 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1591 {
1592         char *realobj;
1593         int size, i;
1594         int lines = 0;
1595
1596         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1597         size = obj_size(cachep);
1598
1599         for (i = 0; i < size; i++) {
1600                 char exp = POISON_FREE;
1601                 if (i == size - 1)
1602                         exp = POISON_END;
1603                 if (realobj[i] != exp) {
1604                         int limit;
1605                         /* Mismatch ! */
1606                         /* Print header */
1607                         if (lines == 0) {
1608                                 printk(KERN_ERR
1609                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1610                                         realobj, size);
1611                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1612                         }
1613                         /* Hexdump the affected line */
1614                         i = (i / 16) * 16;
1615                         limit = 16;
1616                         if (i + limit > size)
1617                                 limit = size - i;
1618                         dump_line(realobj, i, limit);
1619                         i += 16;
1620                         lines++;
1621                         /* Limit to 5 lines */
1622                         if (lines > 5)
1623                                 break;
1624                 }
1625         }
1626         if (lines != 0) {
1627                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1628                  * exist:
1629                  */
1630                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1631                 unsigned int objnr;
1632
1633                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1634                 if (objnr) {
1635                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1636                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1637                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1638                                realobj, size);
1639                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1640                 }
1641                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1642                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1643                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1644                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1645                                realobj, size);
1646                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1647                 }
1648         }
1649 }
1650 #endif
1651
1652 #if DEBUG
1653 /**
1654  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1655  * @cachep: cache pointer being destroyed
1656  * @slabp: slab pointer being destroyed
1657  *
1658  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1659  * destroyed.
1660  */
1661 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1662 {
1663         int i;
1664         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1665                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1666
1667                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1668 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1669                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1670                                         OFF_SLAB(cachep))
1671                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1672                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1673                         else
1674                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1675 #else
1676                         check_poison_obj(cachep, objp);
1677 #endif
1678                 }
1679                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1680                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1681                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1682                                            "was overwritten");
1683                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1684                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1685                                            "was overwritten");
1686                 }
1687                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1688                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1689         }
1690 }
1691 #else
1692 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1693 {
1694         if (cachep->dtor) {
1695                 int i;
1696                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1697                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1698                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1699                 }
1700         }
1701 }
1702 #endif
1703
1704 /**
1705  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1706  * @cachep: cache pointer being destroyed
1707  * @slabp: slab pointer being destroyed
1708  *
1709  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1710  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1711  * cache-lock is not held/needed.
1712  */
1713 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1714 {
1715         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1716
1717         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1718         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1719                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1720
1721                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1722                 slab_rcu->cachep = cachep;
1723                 slab_rcu->addr = addr;
1724                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1725         } else {
1726                 kmem_freepages(cachep, addr);
1727                 if (OFF_SLAB(cachep))
1728                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1729         }
1730 }
1731
1732 /*
1733  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1734  * size of kmem_list3.
1735  */
1736 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1737 {
1738         int node;
1739
1740         for_each_online_node(node) {
1741                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1742                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1743                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1744                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1745         }
1746 }
1747
1748 /**
1749  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1750  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1751  * @size: size of objects to be created in this cache.
1752  * @align: required alignment for the objects.
1753  * @flags: slab allocation flags
1754  *
1755  * Also calculates the number of objects per slab.
1756  *
1757  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1758  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1759  * towards high-order requests, this should be changed.
1760  */
1761 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1762                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1763 {
1764         size_t left_over = 0;
1765         int gfporder;
1766
1767         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1768                 unsigned int num;
1769                 size_t remainder;
1770
1771                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1772                 if (!num)
1773                         continue;
1774
1775                 /* More than offslab_limit objects will cause problems */
1776                 if ((flags & CFLGS_OFF_SLAB) && num > offslab_limit)
1777                         break;
1778
1779                 /* Found something acceptable - save it away */
1780                 cachep->num = num;
1781                 cachep->gfporder = gfporder;
1782                 left_over = remainder;
1783
1784                 /*
1785                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1786                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1787                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1788                  */
1789                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1790                         break;
1791
1792                 /*
1793                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1794                  * currently bad for the gfp()s.
1795                  */
1796                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1797                         break;
1798
1799                 /*
1800                  * Acceptable internal fragmentation?
1801                  */
1802                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1803                         break;
1804         }
1805         return left_over;
1806 }
1807
1808 static void setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1809 {
1810         if (g_cpucache_up == FULL) {
1811                 enable_cpucache(cachep);
1812                 return;
1813         }
1814         if (g_cpucache_up == NONE) {
1815                 /*
1816                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
1817                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
1818                  * further caches will BUG().
1819                  */
1820                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1821
1822                 /*
1823                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
1824                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
1825                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
1826                  */
1827                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1828                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1829                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1830                 else
1831                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1832         } else {
1833                 cachep->array[smp_processor_id()] =
1834                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1835
1836                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1837                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1838                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1839                 } else {
1840                         int node;
1841                         for_each_online_node(node) {
1842                                 cachep->nodelists[node] =
1843                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1844                                                 GFP_KERNEL, node);
1845                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1846                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1847                         }
1848                 }
1849         }
1850         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1851                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1852                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1853
1854         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1855         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1856         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1857         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1858         cachep->batchcount = 1;
1859         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1860 }
1861
1862 /**
1863  * kmem_cache_create - Create a cache.
1864  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1865  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1866  * @align: The required alignment for the objects.
1867  * @flags: SLAB flags
1868  * @ctor: A constructor for the objects.
1869  * @dtor: A destructor for the objects.
1870  *
1871  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1872  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1873  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1874  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1875  *
1876  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1877  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
1878  *
1879  * The flags are
1880  *
1881  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1882  * to catch references to uninitialised memory.
1883  *
1884  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1885  * for buffer overruns.
1886  *
1887  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1888  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1889  * as davem.
1890  */
1891 struct kmem_cache *
1892 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1893         unsigned long flags,
1894         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1895         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1896 {
1897         size_t left_over, slab_size, ralign;
1898         struct kmem_cache *cachep = NULL;
1899         struct list_head *p;
1900
1901         /*
1902          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1903          */
1904         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
1905             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1906                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
1907                                 name);
1908                 BUG();
1909         }
1910
1911         /*
1912          * Prevent CPUs from coming and going.
1913          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
1914          */
1915         lock_cpu_hotplug();
1916
1917         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1918
1919         list_for_each(p, &cache_chain) {
1920                 struct kmem_cache *pc = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
1921                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1922                 char tmp;
1923                 int res;
1924
1925                 /*
1926                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1927                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1928                  * area of the module.  Print a warning.
1929                  */
1930                 set_fs(KERNEL_DS);
1931                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1932                 set_fs(old_fs);
1933                 if (res) {
1934                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1935                                pc->buffer_size);
1936                         continue;
1937                 }
1938
1939                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1940                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1941                         dump_stack();
1942                         goto oops;
1943                 }
1944         }
1945
1946 #if DEBUG
1947         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1948         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1949                 /* No constructor, but inital state check requested */
1950                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1951                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1952                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1953         }
1954 #if FORCED_DEBUG
1955         /*
1956          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1957          * large objects, if the increased size would increase the object size
1958          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1959          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1960          */
1961         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
1962                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1963         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1964                 flags |= SLAB_POISON;
1965 #endif
1966         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1967                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1968 #endif
1969         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1970                 BUG_ON(dtor);
1971
1972         /*
1973          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
1974          * isn't available.
1975          */
1976         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
1977
1978         /*
1979          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1980          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1981          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1982          */
1983         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
1984                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
1985                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
1986         }
1987
1988         /* calculate the final buffer alignment: */
1989
1990         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1991         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1992                 /*
1993                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
1994                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
1995                  * one cacheline.
1996                  */
1997                 ralign = cache_line_size();
1998                 while (size <= ralign / 2)
1999                         ralign /= 2;
2000         } else {
2001                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2002         }
2003         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
2004         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2005                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2006                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2007                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2008         }
2009         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
2010         if (ralign < align) {
2011                 ralign = align;
2012                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2013                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2014         }
2015         /*
2016          * 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
2017          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
2018          */
2019         align = ralign;
2020
2021         /* Get cache's description obj. */
2022         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
2023         if (!cachep)
2024                 goto oops;
2025
2026 #if DEBUG
2027         cachep->obj_size = size;
2028
2029         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2030                 /* redzoning only works with word aligned caches */
2031                 align = BYTES_PER_WORD;
2032
2033                 /* add space for red zone words */
2034                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2035                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2036         }
2037         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2038                 /* user store requires word alignment and
2039                  * one word storage behind the end of the real
2040                  * object.
2041                  */
2042                 align = BYTES_PER_WORD;
2043                 size += BYTES_PER_WORD;
2044         }
2045 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2046         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2047             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2048                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2049                 size = PAGE_SIZE;
2050         }
2051 #endif
2052 #endif
2053
2054         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
2055         if (size >= (PAGE_SIZE >> 3))
2056                 /*
2057                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2058                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2059                  */
2060                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2061
2062         size = ALIGN(size, align);
2063
2064         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2065
2066         if (!cachep->num) {
2067                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2068                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2069                 cachep = NULL;
2070                 goto oops;
2071         }
2072         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2073                           + sizeof(struct slab), align);
2074
2075         /*
2076          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2077          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2078          */
2079         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2080                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2081                 left_over -= slab_size;
2082         }
2083
2084         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2085                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2086                 slab_size =
2087                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2088         }
2089
2090         cachep->colour_off = cache_line_size();
2091         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2092         if (cachep->colour_off < align)
2093                 cachep->colour_off = align;
2094         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2095         cachep->slab_size = slab_size;
2096         cachep->flags = flags;
2097         cachep->gfpflags = 0;
2098         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2099                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2100         cachep->buffer_size = size;
2101
2102         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
2103                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2104         cachep->ctor = ctor;
2105         cachep->dtor = dtor;
2106         cachep->name = name;
2107
2108
2109         setup_cpu_cache(cachep);
2110
2111         /* cache setup completed, link it into the list */
2112         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2113 oops:
2114         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2115                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2116                       name);
2117         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2118         unlock_cpu_hotplug();
2119         return cachep;
2120 }
2121 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2122
2123 #if DEBUG
2124 static void check_irq_off(void)
2125 {
2126         BUG_ON(!irqs_disabled());
2127 }
2128
2129 static void check_irq_on(void)
2130 {
2131         BUG_ON(irqs_disabled());
2132 }
2133
2134 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2135 {
2136 #ifdef CONFIG_SMP
2137         check_irq_off();
2138         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2139 #endif
2140 }
2141
2142 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2143 {
2144 #ifdef CONFIG_SMP
2145         check_irq_off();
2146         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2147 #endif
2148 }
2149
2150 #else
2151 #define check_irq_off() do { } while(0)
2152 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2153 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2154 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2155 #endif
2156
2157 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2158                         struct array_cache *ac,
2159                         int force, int node);
2160
2161 static void do_drain(void *arg)
2162 {
2163         struct kmem_cache *cachep = arg;
2164         struct array_cache *ac;
2165         int node = numa_node_id();
2166
2167         check_irq_off();
2168         ac = cpu_cache_get(cachep);
2169         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2170         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2171         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2172         ac->avail = 0;
2173 }
2174
2175 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2176 {
2177         struct kmem_list3 *l3;
2178         int node;
2179
2180         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2181         check_irq_on();
2182         for_each_online_node(node) {
2183                 l3 = cachep->nodelists[node];
2184                 if (l3) {
2185                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2186                         if (l3->alien)
2187                                 drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2188                 }
2189         }
2190 }
2191
2192 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2193 {
2194         struct slab *slabp;
2195         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2196         int ret;
2197
2198         for (;;) {
2199                 struct list_head *p;
2200
2201                 p = l3->slabs_free.prev;
2202                 if (p == &l3->slabs_free)
2203                         break;
2204
2205                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2206 #if DEBUG
2207                 BUG_ON(slabp->inuse);
2208 #endif
2209                 list_del(&slabp->list);
2210
2211                 l3->free_objects -= cachep->num;
2212                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2213                 slab_destroy(cachep, slabp);
2214                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2215         }
2216         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2217         return ret;
2218 }
2219
2220 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2221 {
2222         int ret = 0, i = 0;
2223         struct kmem_list3 *l3;
2224
2225         drain_cpu_caches(cachep);
2226
2227         check_irq_on();
2228         for_each_online_node(i) {
2229                 l3 = cachep->nodelists[i];
2230                 if (l3) {
2231                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2232                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2233                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2234                 }
2235         }
2236         return (ret ? 1 : 0);
2237 }
2238
2239 /**
2240  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2241  * @cachep: The cache to shrink.
2242  *
2243  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2244  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2245  */
2246 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2247 {
2248         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2249
2250         return __cache_shrink(cachep);
2251 }
2252 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2253
2254 /**
2255  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2256  * @cachep: the cache to destroy
2257  *
2258  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2259  * Returns 0 on success.
2260  *
2261  * It is expected this function will be called by a module when it is
2262  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2263  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2264  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2265  *
2266  * The cache must be empty before calling this function.
2267  *
2268  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2269  * during the kmem_cache_destroy().
2270  */
2271 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2272 {
2273         int i;
2274         struct kmem_list3 *l3;
2275
2276         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2277
2278         /* Don't let CPUs to come and go */
2279         lock_cpu_hotplug();
2280
2281         /* Find the cache in the chain of caches. */
2282         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2283         /*
2284          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2285          */
2286         list_del(&cachep->next);
2287         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2288
2289         if (__cache_shrink(cachep)) {
2290                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2291                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2292                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2293                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2294                 unlock_cpu_hotplug();
2295                 return 1;
2296         }
2297
2298         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2299                 synchronize_rcu();
2300
2301         for_each_online_cpu(i)
2302             kfree(cachep->array[i]);
2303
2304         /* NUMA: free the list3 structures */
2305         for_each_online_node(i) {
2306                 l3 = cachep->nodelists[i];
2307                 if (l3) {
2308                         kfree(l3->shared);
2309                         free_alien_cache(l3->alien);
2310                         kfree(l3);
2311                 }
2312         }
2313         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2314         unlock_cpu_hotplug();
2315         return 0;
2316 }
2317 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2318
2319 /* Get the memory for a slab management obj. */
2320 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2321                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2322                                    int nodeid)
2323 {
2324         struct slab *slabp;
2325
2326         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2327                 /* Slab management obj is off-slab. */
2328                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2329                                               local_flags, nodeid);
2330                 if (!slabp)
2331                         return NULL;
2332         } else {
2333                 slabp = objp + colour_off;
2334                 colour_off += cachep->slab_size;
2335         }
2336         slabp->inuse = 0;
2337         slabp->colouroff = colour_off;
2338         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2339         slabp->nodeid = nodeid;
2340         return slabp;
2341 }
2342
2343 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2344 {
2345         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2346 }
2347
2348 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2349                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2350 {
2351         int i;
2352
2353         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2354                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2355 #if DEBUG
2356                 /* need to poison the objs? */
2357                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2358                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2359                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2360                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2361
2362                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2363                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2364                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2365                 }
2366                 /*
2367                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2368                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2369                  * They must also be threaded.
2370                  */
2371                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2372                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2373                                      ctor_flags);
2374
2375                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2376                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2377                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2378                                            " end of an object");
2379                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2380                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2381                                            " start of an object");
2382                 }
2383                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2384                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2385                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2386                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2387 #else
2388                 if (cachep->ctor)
2389                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2390 #endif
2391                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2392         }
2393         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2394         slabp->free = 0;
2395 }
2396
2397 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2398 {
2399         if (flags & SLAB_DMA)
2400                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2401         else
2402                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2403 }
2404
2405 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2406                                 int nodeid)
2407 {
2408         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2409         kmem_bufctl_t next;
2410
2411         slabp->inuse++;
2412         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2413 #if DEBUG
2414         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2415         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2416 #endif
2417         slabp->free = next;
2418
2419         return objp;
2420 }
2421
2422 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2423                                 void *objp, int nodeid)
2424 {
2425         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2426
2427 #if DEBUG
2428         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2429         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2430
2431         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2432                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2433                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2434                 BUG();
2435         }
2436 #endif
2437         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2438         slabp->free = objnr;
2439         slabp->inuse--;
2440 }
2441
2442 static void set_slab_attr(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2443                         void *objp)
2444 {
2445         int i;
2446         struct page *page;
2447
2448         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2449         page = virt_to_page(objp);
2450
2451         i = 1;
2452         if (likely(!PageCompound(page)))
2453                 i <<= cachep->gfporder;
2454         do {
2455                 page_set_cache(page, cachep);
2456                 page_set_slab(page, slabp);
2457                 page++;
2458         } while (--i);
2459 }
2460
2461 /*
2462  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2463  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2464  */
2465 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2466 {
2467         struct slab *slabp;
2468         void *objp;
2469         size_t offset;
2470         gfp_t local_flags;
2471         unsigned long ctor_flags;
2472         struct kmem_list3 *l3;
2473
2474         /*
2475          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2476          * critical path in kmem_cache_alloc().
2477          */
2478         BUG_ON(flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW));
2479         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2480                 return 0;
2481
2482         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2483         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2484         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2485                 /*
2486                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2487                  * this - it might need to know...
2488                  */
2489                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2490
2491         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2492         check_irq_off();
2493         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2494         spin_lock(&l3->list_lock);
2495
2496         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2497         offset = l3->colour_next;
2498         l3->colour_next++;
2499         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2500                 l3->colour_next = 0;
2501         spin_unlock(&l3->list_lock);
2502
2503         offset *= cachep->colour_off;
2504
2505         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2506                 local_irq_enable();
2507
2508         /*
2509          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2510          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2511          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2512          * will eventually be caught here (where it matters).
2513          */
2514         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2515
2516         /*
2517          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2518          * 'nodeid'.
2519          */
2520         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2521         if (!objp)
2522                 goto failed;
2523
2524         /* Get slab management. */
2525         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags, nodeid);
2526         if (!slabp)
2527                 goto opps1;
2528
2529         slabp->nodeid = nodeid;
2530         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2531
2532         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2533
2534         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2535                 local_irq_disable();
2536         check_irq_off();
2537         spin_lock(&l3->list_lock);
2538
2539         /* Make slab active. */
2540         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2541         STATS_INC_GROWN(cachep);
2542         l3->free_objects += cachep->num;
2543         spin_unlock(&l3->list_lock);
2544         return 1;
2545 opps1:
2546         kmem_freepages(cachep, objp);
2547 failed:
2548         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2549                 local_irq_disable();
2550         return 0;
2551 }
2552
2553 #if DEBUG
2554
2555 /*
2556  * Perform extra freeing checks:
2557  * - detect bad pointers.
2558  * - POISON/RED_ZONE checking
2559  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2560  */
2561 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2562 {
2563         struct page *page;
2564
2565         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2566                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2567                        (unsigned long)objp);
2568                 BUG();
2569         }
2570         page = virt_to_page(objp);
2571         if (!PageSlab(page)) {
2572                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2573                        (unsigned long)objp);
2574                 BUG();
2575         }
2576 }
2577
2578 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2579                                    void *caller)
2580 {
2581         struct page *page;
2582         unsigned int objnr;
2583         struct slab *slabp;
2584
2585         objp -= obj_offset(cachep);
2586         kfree_debugcheck(objp);
2587         page = virt_to_page(objp);
2588
2589         if (page_get_cache(page) != cachep) {
2590                 printk(KERN_ERR "mismatch in kmem_cache_free: expected "
2591                                 "cache %p, got %p\n",
2592                        page_get_cache(page), cachep);
2593                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2594                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", page_get_cache(page),
2595                        page_get_cache(page)->name);
2596                 WARN_ON(1);
2597         }
2598         slabp = page_get_slab(page);
2599
2600         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2601                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE ||
2602                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2603                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2604                                                 " object was overwritten");
2605                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, "
2606                                         "redzone 2:0x%lx.\n",
2607                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2608                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2609                 }
2610                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2611                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2612         }
2613         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2614                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2615
2616         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2617
2618         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2619         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2620
2621         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2622                 /*
2623                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2624                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2625                  * the cache-lock held.
2626                  */
2627                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2628                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2629         }
2630         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2631                 /* we want to cache poison the object,
2632                  * call the destruction callback
2633                  */
2634                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2635         }
2636 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2637         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2638 #endif
2639         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2640 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2641                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2642                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2643                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2644                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2645                 } else {
2646                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2647                 }
2648 #else
2649                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2650 #endif
2651         }
2652         return objp;
2653 }
2654
2655 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2656 {
2657         kmem_bufctl_t i;
2658         int entries = 0;
2659
2660         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2661         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2662                 entries++;
2663                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2664                         goto bad;
2665         }
2666         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2667 bad:
2668                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2669                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2670                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2671                 for (i = 0;
2672                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2673                      i++) {
2674                         if (i % 16 == 0)
2675                                 printk("\n%03x:", i);
2676                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2677                 }
2678                 printk("\n");
2679                 BUG();
2680         }
2681 }
2682 #else
2683 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2684 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2685 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2686 #endif
2687
2688 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2689 {
2690         int batchcount;
2691         struct kmem_list3 *l3;
2692         struct array_cache *ac;
2693
2694         check_irq_off();
2695         ac = cpu_cache_get(cachep);
2696 retry:
2697         batchcount = ac->batchcount;
2698         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2699                 /*
2700                  * If there was little recent activity on this cache, then
2701                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2702                  * refill bouncing.
2703                  */
2704                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2705         }
2706         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2707
2708         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2709         spin_lock(&l3->list_lock);
2710
2711         /* See if we can refill from the shared array */
2712         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2713                 goto alloc_done;
2714
2715         while (batchcount > 0) {
2716                 struct list_head *entry;
2717                 struct slab *slabp;
2718                 /* Get slab alloc is to come from. */
2719                 entry = l3->slabs_partial.next;
2720                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2721                         l3->free_touched = 1;
2722                         entry = l3->slabs_free.next;
2723                         if (entry == &l3->slabs_free)
2724                                 goto must_grow;
2725                 }
2726
2727                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2728                 check_slabp(cachep, slabp);
2729                 check_spinlock_acquired(cachep);
2730                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2731                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2732                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2733                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2734
2735                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2736                                                             numa_node_id());
2737                 }
2738                 check_slabp(cachep, slabp);
2739
2740                 /* move slabp to correct slabp list: */
2741                 list_del(&slabp->list);
2742                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2743                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2744                 else
2745                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2746         }
2747
2748 must_grow:
2749         l3->free_objects -= ac->avail;
2750 alloc_done:
2751         spin_unlock(&l3->list_lock);
2752
2753         if (unlikely(!ac->avail)) {
2754                 int x;
2755                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2756
2757                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2758                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2759                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2760                         return NULL;
2761
2762                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2763                         goto retry;
2764         }
2765         ac->touched = 1;
2766         return ac->entry[--ac->avail];
2767 }
2768
2769 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2770                                                 gfp_t flags)
2771 {
2772         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2773 #if DEBUG
2774         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2775 #endif
2776 }
2777
2778 #if DEBUG
2779 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2780                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
2781 {
2782         if (!objp)
2783                 return objp;
2784         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2785 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2786                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2787                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2788                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2789                 else
2790                         check_poison_obj(cachep, objp);
2791 #else
2792                 check_poison_obj(cachep, objp);
2793 #endif
2794                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2795         }
2796         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2797                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2798
2799         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2800                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2801                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2802                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2803                                                 " object was overwritten");
2804                         printk(KERN_ERR
2805                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
2806                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2807                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2808                 }
2809                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2810                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2811         }
2812 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2813         {
2814                 struct slab *slabp;
2815                 unsigned objnr;
2816
2817                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
2818                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2819                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
2820         }
2821 #endif
2822         objp += obj_offset(cachep);
2823         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2824                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2825
2826                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2827                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2828
2829                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2830         }
2831         return objp;
2832 }
2833 #else
2834 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2835 #endif
2836
2837 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2838 {
2839         void *objp;
2840         struct array_cache *ac;
2841
2842 #ifdef CONFIG_NUMA
2843         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
2844                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
2845                 if (objp != NULL)
2846                         return objp;
2847         }
2848 #endif
2849
2850         check_irq_off();
2851         ac = cpu_cache_get(cachep);
2852         if (likely(ac->avail)) {
2853                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2854                 ac->touched = 1;
2855                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2856         } else {
2857                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2858                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2859         }
2860         return objp;
2861 }
2862
2863 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
2864                                                 gfp_t flags, void *caller)
2865 {
2866         unsigned long save_flags;
2867         void *objp;
2868
2869         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2870
2871         local_irq_save(save_flags);
2872         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2873         local_irq_restore(save_flags);
2874         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2875                                             caller);
2876         prefetchw(objp);
2877         return objp;
2878 }
2879
2880 #ifdef CONFIG_NUMA
2881 /*
2882  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
2883  *
2884  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2885  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2886  */
2887 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2888 {
2889         int nid_alloc, nid_here;
2890
2891         if (in_interrupt())
2892                 return NULL;
2893         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
2894         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
2895                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
2896         else if (current->mempolicy)
2897                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
2898         if (nid_alloc != nid_here)
2899                 return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
2900         return NULL;
2901 }
2902
2903 /*
2904  * A interface to enable slab creation on nodeid
2905  */
2906 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2907                                 int nodeid)
2908 {
2909         struct list_head *entry;
2910         struct slab *slabp;
2911         struct kmem_list3 *l3;
2912         void *obj;
2913         int x;
2914
2915         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2916         BUG_ON(!l3);
2917
2918 retry:
2919         check_irq_off();
2920         spin_lock(&l3->list_lock);
2921         entry = l3->slabs_partial.next;
2922         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2923                 l3->free_touched = 1;
2924                 entry = l3->slabs_free.next;
2925                 if (entry == &l3->slabs_free)
2926                         goto must_grow;
2927         }
2928
2929         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2930         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2931         check_slabp(cachep, slabp);
2932
2933         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2934         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2935         STATS_SET_HIGH(cachep);
2936
2937         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
2938
2939         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
2940         check_slabp(cachep, slabp);
2941         l3->free_objects--;
2942         /* move slabp to correct slabp list: */
2943         list_del(&slabp->list);
2944
2945         if (slabp->free == BUFCTL_END)
2946                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2947         else
2948                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2949
2950         spin_unlock(&l3->list_lock);
2951         goto done;
2952
2953 must_grow:
2954         spin_unlock(&l3->list_lock);
2955         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
2956
2957         if (!x)
2958                 return NULL;
2959
2960         goto retry;
2961 done:
2962         return obj;
2963 }
2964 #endif
2965
2966 /*
2967  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
2968  */
2969 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
2970                        int node)
2971 {
2972         int i;
2973         struct kmem_list3 *l3;
2974
2975         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2976                 void *objp = objpp[i];
2977                 struct slab *slabp;
2978
2979                 slabp = virt_to_slab(objp);
2980                 l3 = cachep->nodelists[node];
2981                 list_del(&slabp->list);
2982                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
2983                 check_slabp(cachep, slabp);
2984                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
2985                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2986                 l3->free_objects++;
2987                 check_slabp(cachep, slabp);
2988
2989                 /* fixup slab chains */
2990                 if (slabp->inuse == 0) {
2991                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
2992                                 l3->free_objects -= cachep->num;
2993                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2994                         } else {
2995                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
2996                         }
2997                 } else {
2998                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2999                          * partial list on free - maximum time for the
3000                          * other objects to be freed, too.
3001                          */
3002                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3003                 }
3004         }
3005 }
3006
3007 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3008 {
3009         int batchcount;
3010         struct kmem_list3 *l3;
3011         int node = numa_node_id();
3012
3013         batchcount = ac->batchcount;
3014 #if DEBUG
3015         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3016 #endif
3017         check_irq_off();
3018         l3 = cachep->nodelists[node];
3019         spin_lock(&l3->list_lock);
3020         if (l3->shared) {
3021                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3022                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3023                 if (max) {
3024                         if (batchcount > max)
3025                                 batchcount = max;
3026                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3027                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3028                         shared_array->avail += batchcount;
3029                         goto free_done;
3030                 }
3031         }
3032
3033         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3034 free_done:
3035 #if STATS
3036         {
3037                 int i = 0;
3038                 struct list_head *p;
3039
3040                 p = l3->slabs_free.next;
3041                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3042                         struct slab *slabp;
3043
3044                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3045                         BUG_ON(slabp->inuse);
3046
3047                         i++;
3048                         p = p->next;
3049                 }
3050                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3051         }
3052 #endif
3053         spin_unlock(&l3->list_lock);
3054         ac->avail -= batchcount;
3055         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3056 }
3057
3058 /*
3059  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3060  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3061  */
3062 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3063 {
3064         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3065
3066         check_irq_off();
3067         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3068
3069         /* Make sure we are not freeing a object from another
3070          * node to the array cache on this cpu.
3071          */
3072 #ifdef CONFIG_NUMA
3073         {
3074                 struct slab *slabp;
3075                 slabp = virt_to_slab(objp);
3076                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
3077                         struct array_cache *alien = NULL;
3078                         int nodeid = slabp->nodeid;
3079                         struct kmem_list3 *l3;
3080
3081                         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
3082                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
3083                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
3084                                 alien = l3->alien[nodeid];
3085                                 spin_lock(&alien->lock);
3086                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit))
3087                                         __drain_alien_cache(cachep,
3088                                                             alien, nodeid);
3089                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
3090                                 spin_unlock(&alien->lock);
3091                         } else {
3092                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3093                                           list_lock);
3094                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
3095                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3096                                             list_lock);
3097                         }
3098                         return;
3099                 }
3100         }
3101 #endif
3102         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3103                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3104                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3105                 return;
3106         } else {
3107                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3108                 cache_flusharray(cachep, ac);
3109                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3110         }
3111 }
3112
3113 /**
3114  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3115  * @cachep: The cache to allocate from.
3116  * @flags: See kmalloc().
3117  *
3118  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3119  * if the cache has no available objects.
3120  */
3121 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3122 {
3123         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3124 }
3125 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3126
3127 /**
3128  * kmem_cache_alloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3129  * @cache: The cache to allocate from.
3130  * @flags: See kmalloc().
3131  *
3132  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3133  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3134  */
3135 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3136 {
3137         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3138         if (ret)
3139                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3140         return ret;
3141 }
3142 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3143
3144 /**
3145  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3146  *      be a slab entry.
3147  * @cachep: the cache we're checking against
3148  * @ptr: pointer to validate
3149  *
3150  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3151  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3152  * part of the slab cache in question, but it at least
3153  * validates that the pointer can be dereferenced and
3154  * looks half-way sane.
3155  *
3156  * Currently only used for dentry validation.
3157  */
3158 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3159 {
3160         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3161         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3162         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3163         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3164         struct page *page;
3165
3166         if (unlikely(addr < min_addr))
3167                 goto out;
3168         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3169                 goto out;
3170         if (unlikely(addr & align_mask))
3171                 goto out;
3172         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3173                 goto out;
3174         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3175                 goto out;
3176         page = virt_to_page(ptr);
3177         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3178                 goto out;
3179         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3180                 goto out;
3181         return 1;
3182 out:
3183         return 0;
3184 }
3185
3186 #ifdef CONFIG_NUMA
3187 /**
3188  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3189  * @cachep: The cache to allocate from.
3190  * @flags: See kmalloc().
3191  * @nodeid: node number of the target node.
3192  *
3193  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3194  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3195  * can improve the performance for cpu bound structures.
3196  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3197  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3198  */
3199 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3200 {
3201         unsigned long save_flags;
3202         void *ptr;
3203
3204         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3205         local_irq_save(save_flags);
3206
3207         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3208                         !cachep->nodelists[nodeid])
3209                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3210         else
3211                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3212         local_irq_restore(save_flags);
3213
3214         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3215                                            __builtin_return_address(0));
3216
3217         return ptr;
3218 }
3219 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3220
3221 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3222 {
3223         struct kmem_cache *cachep;
3224
3225         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3226         if (unlikely(cachep == NULL))
3227                 return NULL;
3228         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3229 }
3230 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3231 #endif
3232
3233 /**
3234  * kmalloc - allocate memory
3235  * @size: how many bytes of memory are required.
3236  * @flags: the type of memory to allocate.
3237  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3238  *
3239  * kmalloc is the normal method of allocating memory
3240  * in the kernel.
3241  *
3242  * The @flags argument may be one of:
3243  *
3244  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
3245  *
3246  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
3247  *
3248  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
3249  *
3250  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
3251  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
3252  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
3253  * from the first 16MB.
3254  */
3255 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3256                                           void *caller)
3257 {
3258         struct kmem_cache *cachep;
3259
3260         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3261          * __ with kmem_.
3262          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3263          * functions.
3264          */
3265         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3266         if (unlikely(cachep == NULL))
3267                 return NULL;
3268         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3269 }
3270
3271
3272 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3273 {
3274 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3275         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3276 #else
3277         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3278 #endif
3279 }
3280 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3281
3282 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3283 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3284 {
3285         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3286 }
3287 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3288 #endif
3289
3290 #ifdef CONFIG_SMP
3291 /**
3292  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3293  * cpu in the system, zeroing them.
3294  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3295  *
3296  * @size: how many bytes of memory are required.
3297  */
3298 void *__alloc_percpu(size_t size)
3299 {
3300         int i;
3301         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3302
3303         if (!pdata)
3304                 return NULL;
3305
3306         /*
3307          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3308          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3309          * that we have allocated then....
3310          */
3311         for_each_possible_cpu(i) {
3312                 int node = cpu_to_node(i);
3313
3314                 if (node_online(node))
3315                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3316                 else
3317                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3318
3319                 if (!pdata->ptrs[i])
3320                         goto unwind_oom;
3321                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3322         }
3323
3324         /* Catch derefs w/o wrappers */
3325         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3326
3327 unwind_oom:
3328         while (--i >= 0) {
3329                 if (!cpu_possible(i))
3330                         continue;
3331                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3332         }
3333         kfree(pdata);
3334         return NULL;
3335 }
3336 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3337 #endif
3338
3339 /**
3340  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3341  * @cachep: The cache the allocation was from.
3342  * @objp: The previously allocated object.
3343  *
3344  * Free an object which was previously allocated from this
3345  * cache.
3346  */
3347 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3348 {
3349         unsigned long flags;
3350
3351         local_irq_save(flags);
3352         __cache_free(cachep, objp);
3353         local_irq_restore(flags);
3354 }
3355 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3356
3357 /**
3358  * kfree - free previously allocated memory
3359  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3360  *
3361  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3362  *
3363  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3364  * or you will run into trouble.
3365  */
3366 void kfree(const void *objp)
3367 {
3368         struct kmem_cache *c;
3369         unsigned long flags;
3370
3371         if (unlikely(!objp))
3372                 return;
3373         local_irq_save(flags);
3374         kfree_debugcheck(objp);
3375         c = virt_to_cache(objp);
3376         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3377         __cache_free(c, (void *)objp);
3378         local_irq_restore(flags);
3379 }
3380 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3381
3382 #ifdef CONFIG_SMP
3383 /**
3384  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3385  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3386  *
3387  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3388  * The complemented objp is to check for that.
3389  */
3390 void free_percpu(const void *objp)
3391 {
3392         int i;
3393         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3394
3395         /*
3396          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3397          */
3398         for_each_possible_cpu(i)
3399             kfree(p->ptrs[i]);
3400         kfree(p);
3401 }
3402 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3403 #endif
3404
3405 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3406 {
3407         return obj_size(cachep);
3408 }
3409 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3410
3411 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3412 {
3413         return cachep->name;
3414 }
3415 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3416
3417 /*
3418  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3419  */
3420 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3421 {
3422         int node;
3423         struct kmem_list3 *l3;
3424         struct array_cache *new_shared;
3425         struct array_cache **new_alien;
3426
3427         for_each_online_node(node) {
3428
3429                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3430                 if (!new_alien)
3431                         goto fail;
3432
3433                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3434                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3435                                         0xbaadf00d);
3436                 if (!new_shared) {
3437                         free_alien_cache(new_alien);
3438                         goto fail;
3439                 }
3440
3441                 l3 = cachep->nodelists[node];
3442                 if (l3) {
3443                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3444
3445                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3446
3447                         if (shared)
3448                                 free_block(cachep, shared->entry,
3449                                                 shared->avail, node);
3450
3451                         l3->shared = new_shared;
3452                         if (!l3->alien) {
3453                                 l3->alien = new_alien;
3454                                 new_alien = NULL;
3455                         }
3456                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3457                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3458                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3459                         kfree(shared);
3460                         free_alien_cache(new_alien);
3461                         continue;
3462                 }
3463                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3464                 if (!l3) {
3465                         free_alien_cache(new_alien);
3466                         kfree(new_shared);
3467                         goto fail;
3468                 }
3469
3470                 kmem_list3_init(l3);
3471                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3472                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3473                 l3->shared = new_shared;
3474                 l3->alien = new_alien;
3475                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3476                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3477                 cachep->nodelists[node] = l3;
3478         }
3479         return 0;
3480
3481 fail:
3482         if (!cachep->next.next) {
3483                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3484                 node--;
3485                 while (node >= 0) {
3486                         if (cachep->nodelists[node]) {
3487                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3488
3489                                 kfree(l3->shared);
3490                                 free_alien_cache(l3->alien);
3491                                 kfree(l3);
3492                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3493                         }
3494                         node--;
3495                 }
3496         }
3497         return -ENOMEM;
3498 }
3499
3500 struct ccupdate_struct {
3501         struct kmem_cache *cachep;
3502         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3503 };
3504
3505 static void do_ccupdate_local(void *info)
3506 {
3507         struct ccupdate_struct *new = info;
3508         struct array_cache *old;
3509
3510         check_irq_off();
3511         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3512
3513         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3514         new->new[smp_processor_id()] = old;
3515 }
3516
3517 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3518 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3519                                 int batchcount, int shared)
3520 {
3521         struct ccupdate_struct new;
3522         int i, err;
3523
3524         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3525         for_each_online_cpu(i) {
3526                 new.new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3527                                                 batchcount);
3528                 if (!new.new[i]) {
3529                         for (i--; i >= 0; i--)
3530                                 kfree(new.new[i]);
3531                         return -ENOMEM;
3532                 }
3533         }
3534         new.cachep = cachep;
3535
3536         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)&new, 1, 1);
3537
3538         check_irq_on();
3539         cachep->batchcount = batchcount;
3540         cachep->limit = limit;
3541         cachep->shared = shared;
3542
3543         for_each_online_cpu(i) {
3544                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3545                 if (!ccold)
3546                         continue;
3547                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3548                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3549                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3550                 kfree(ccold);
3551         }
3552
3553         err = alloc_kmemlist(cachep);
3554         if (err) {
3555                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3556                        cachep->name, -err);
3557                 BUG();
3558         }
3559         return 0;
3560 }
3561
3562 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3563 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3564 {
3565         int err;
3566         int limit, shared;
3567
3568         /*
3569          * The head array serves three purposes:
3570          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3571          * - reduce the number of spinlock operations.
3572          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3573          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3574          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3575          * Bonwick.
3576          */
3577         if (cachep->buffer_size > 131072)
3578                 limit = 1;
3579         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3580                 limit = 8;
3581         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3582                 limit = 24;
3583         else if (cachep->buffer_size > 256)
3584                 limit = 54;
3585         else
3586                 limit = 120;
3587
3588         /*
3589          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3590          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3591          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3592          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3593          * replaces Bonwick's magazine layer.
3594          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3595          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3596          */
3597         shared = 0;
3598 #ifdef CONFIG_SMP
3599         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3600                 shared = 8;
3601 #endif
3602
3603 #if DEBUG
3604         /*
3605          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3606          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3607          */
3608         if (limit > 32)
3609                 limit = 32;
3610 #endif
3611         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3612         if (err)
3613                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3614                        cachep->name, -err);
3615 }
3616
3617 /*
3618  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3619  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3620  * if drain_array() is used on the shared array.
3621  */
3622 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3623                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3624 {
3625         int tofree;
3626
3627         if (!ac || !ac->avail)
3628                 return;
3629         if (ac->touched && !force) {
3630                 ac->touched = 0;
3631         } else {
3632                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3633                 if (ac->avail) {
3634                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3635                         if (tofree > ac->avail)
3636                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3637                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3638                         ac->avail -= tofree;
3639                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3640                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3641                 }
3642                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3643         }
3644 }
3645
3646 /**
3647  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3648  * @unused: unused parameter
3649  *
3650  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3651  * Purpose:
3652  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3653  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3654  *
3655  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3656  * again on the next iteration.
3657  */
3658 static void cache_reap(void *unused)
3659 {
3660         struct list_head *walk;
3661         struct kmem_list3 *l3;
3662         int node = numa_node_id();
3663
3664         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3665                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3666                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3667                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3668                 return;
3669         }
3670
3671         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3672                 struct kmem_cache *searchp;
3673                 struct list_head *p;
3674                 int tofree;
3675                 struct slab *slabp;
3676
3677                 searchp = list_entry(walk, struct kmem_cache, next);
3678                 check_irq_on();
3679
3680                 /*
3681                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3682                  * have established with reasonable certainty that
3683                  * we can do some work if the lock was obtained.
3684                  */
3685                 l3 = searchp->nodelists[node];
3686
3687                 reap_alien(searchp, l3);
3688
3689                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3690
3691                 /*
3692                  * These are racy checks but it does not matter
3693                  * if we skip one check or scan twice.
3694                  */
3695                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3696                         goto next;
3697
3698                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3699
3700                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3701
3702                 if (l3->free_touched) {
3703                         l3->free_touched = 0;
3704                         goto next;
3705                 }
3706
3707                 tofree = (l3->free_limit + 5 * searchp->num - 1) /
3708                                 (5 * searchp->num);
3709                 do {
3710                         /*
3711                          * Do not lock if there are no free blocks.
3712                          */
3713                         if (list_empty(&l3->slabs_free))
3714                                 break;
3715
3716                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3717                         p = l3->slabs_free.next;
3718                         if (p == &(l3->slabs_free)) {
3719                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3720                                 break;
3721                         }
3722
3723                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3724                         BUG_ON(slabp->inuse);
3725                         list_del(&slabp->list);
3726                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3727
3728                         /*
3729                          * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
3730                          * to the cache. searchp cannot disappear, we hold
3731                          * cache_chain_lock
3732                          */
3733                         l3->free_objects -= searchp->num;
3734                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3735                         slab_destroy(searchp, slabp);
3736                 } while (--tofree > 0);
3737 next:
3738                 cond_resched();
3739         }
3740         check_irq_on();
3741         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3742         next_reap_node();
3743         /* Set up the next iteration */
3744         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3745 }
3746
3747 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3748
3749 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3750 {
3751         /*
3752          * Output format version, so at least we can change it
3753          * without _too_ many complaints.
3754          */
3755 #if STATS
3756         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3757 #else
3758         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3759 #endif
3760         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3761                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3762         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3763         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3764 #if STATS
3765         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3766                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees>");
3767         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3768 #endif
3769         seq_putc(m, '\n');
3770 }
3771
3772 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3773 {
3774         loff_t n = *pos;
3775         struct list_head *p;
3776
3777         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3778         if (!n)
3779                 print_slabinfo_header(m);
3780         p = cache_chain.next;
3781         while (n--) {
3782                 p = p->next;
3783                 if (p == &cache_chain)
3784                         return NULL;
3785         }
3786         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3787 }
3788
3789 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3790 {
3791         struct kmem_cache *cachep = p;
3792         ++*pos;
3793         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3794                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3795 }
3796
3797 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3798 {
3799         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3800 }
3801
3802 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3803 {
3804         struct kmem_cache *cachep = p;
3805         struct list_head *q;
3806         struct slab *slabp;
3807         unsigned long active_objs;
3808         unsigned long num_objs;
3809         unsigned long active_slabs = 0;
3810         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3811         const char *name;
3812         char *error = NULL;
3813         int node;
3814         struct kmem_list3 *l3;
3815
3816         active_objs = 0;
3817         num_slabs = 0;
3818         for_each_online_node(node) {
3819                 l3 = cachep->nodelists[node];
3820                 if (!l3)
3821                         continue;
3822
3823                 check_irq_on();
3824                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3825
3826                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
3827                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3828                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3829                                 error = "slabs_full accounting error";
3830                         active_objs += cachep->num;
3831                         active_slabs++;
3832                 }
3833                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
3834                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3835                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3836                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3837                         if (!slabp->inuse && !error)
3838                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3839                         active_objs += slabp->inuse;
3840                         active_slabs++;
3841                 }
3842                 list_for_each(q, &l3->slabs_free) {
3843                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3844                         if (slabp->inuse && !error)
3845                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3846                         num_slabs++;
3847                 }
3848                 free_objects += l3->free_objects;
3849                 if (l3->shared)
3850                         shared_avail += l3->shared->avail;
3851
3852                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3853         }
3854         num_slabs += active_slabs;
3855         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3856         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3857                 error = "free_objects accounting error";
3858
3859         name = cachep->name;
3860         if (error)
3861                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3862
3863         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3864                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3865                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3866         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3867                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3868         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3869                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3870 #if STATS
3871         {                       /* list3 stats */
3872                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3873                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3874                 unsigned long grown = cachep->grown;
3875                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3876                 unsigned long errors = cachep->errors;
3877                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3878                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3879                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3880
3881                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3882                                 %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
3883                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
3884                                 node_frees);
3885         }
3886         /* cpu stats */
3887         {
3888                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3889                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3890                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3891                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3892
3893                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3894                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3895         }
3896 #endif
3897         seq_putc(m, '\n');
3898         return 0;
3899 }
3900
3901 /*
3902  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3903  *
3904  * Output layout:
3905  * cache-name
3906  * num-active-objs
3907  * total-objs
3908  * object size
3909  * num-active-slabs
3910  * total-slabs
3911  * num-pages-per-slab
3912  * + further values on SMP and with statistics enabled
3913  */
3914
3915 struct seq_operations slabinfo_op = {
3916         .start = s_start,
3917         .next = s_next,
3918         .stop = s_stop,
3919         .show = s_show,
3920 };
3921
3922 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3923 /**
3924  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3925  * @file: unused
3926  * @buffer: user buffer
3927  * @count: data length
3928  * @ppos: unused
3929  */
3930 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3931                        size_t count, loff_t *ppos)
3932 {
3933         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3934         int limit, batchcount, shared, res;
3935         struct list_head *p;
3936
3937         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3938                 return -EINVAL;
3939         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3940                 return -EFAULT;
3941         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3942
3943         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3944         if (!tmp)
3945                 return -EINVAL;
3946         *tmp = '\0';
3947         tmp++;
3948         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3949                 return -EINVAL;
3950
3951         /* Find the cache in the chain of caches. */
3952         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3953         res = -EINVAL;
3954         list_for_each(p, &cache_chain) {
3955                 struct kmem_cache *cachep;
3956
3957                 cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3958                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3959                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
3960                                         batchcount > limit || shared < 0) {
3961                                 res = 0;
3962                         } else {
3963                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3964                                                        batchcount, shared);
3965                         }
3966                         break;
3967                 }
3968         }
3969         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3970         if (res >= 0)
3971                 res = count;
3972         return res;
3973 }
3974
3975 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3976
3977 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3978 {
3979         loff_t n = *pos;
3980         struct list_head *p;
3981
3982         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3983         p = cache_chain.next;
3984         while (n--) {
3985                 p = p->next;
3986                 if (p == &cache_chain)
3987                         return NULL;
3988         }
3989         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3990 }
3991
3992 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
3993 {
3994         unsigned long *p;
3995         int l;
3996         if (!v)
3997                 return 1;
3998         l = n[1];
3999         p = n + 2;
4000         while (l) {
4001                 int i = l/2;
4002                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4003                 if (*q == v) {
4004                         q[1]++;
4005                         return 1;
4006                 }
4007                 if (*q > v) {
4008                         l = i;
4009                 } else {
4010                         p = q + 2;
4011                         l -= i + 1;
4012                 }
4013         }
4014         if (++n[1] == n[0])
4015                 return 0;
4016         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4017         p[0] = v;
4018         p[1] = 1;
4019         return 1;
4020 }
4021
4022 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4023 {
4024         void *p;
4025         int i;
4026         if (n[0] == n[1])
4027                 return;
4028         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4029                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4030                         continue;
4031                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4032                         return;
4033         }
4034 }
4035
4036 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4037 {
4038 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4039         char *modname;
4040         const char *name;
4041         unsigned long offset, size;
4042         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4043
4044         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4045
4046         if (name) {
4047                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4048                 if (modname)
4049                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4050                 return;
4051         }
4052 #endif
4053         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4054 }
4055
4056 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4057 {
4058         struct kmem_cache *cachep = p;
4059         struct list_head *q;
4060         struct slab *slabp;
4061         struct kmem_list3 *l3;
4062         const char *name;
4063         unsigned long *n = m->private;
4064         int node;
4065         int i;
4066
4067         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4068                 return 0;
4069         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4070                 return 0;
4071
4072         /* OK, we can do it */
4073
4074         n[1] = 0;
4075
4076         for_each_online_node(node) {
4077                 l3 = cachep->nodelists[node];
4078                 if (!l3)
4079                         continue;
4080
4081                 check_irq_on();
4082                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4083
4084                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
4085                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
4086                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4087                 }
4088                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
4089                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
4090                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4091                 }
4092                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4093         }
4094         name = cachep->name;
4095         if (n[0] == n[1]) {
4096                 /* Increase the buffer size */
4097                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4098                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4099                 if (!m->private) {
4100                         /* Too bad, we are really out */
4101                         m->private = n;
4102                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4103                         return -ENOMEM;
4104                 }
4105                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4106                 kfree(n);
4107                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4108                 /* Now make sure this entry will be retried */
4109                 m->count = m->size;
4110                 return 0;
4111         }
4112         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4113                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4114                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4115                 seq_putc(m, '\n');
4116         }
4117         return 0;
4118 }
4119
4120 struct seq_operations slabstats_op = {
4121         .start = leaks_start,
4122         .next = s_next,
4123         .stop = s_stop,
4124         .show = leaks_show,
4125 };
4126 #endif
4127 #endif
4128
4129 /**
4130  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4131  * @objp: Pointer to the object
4132  *
4133  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4134  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4135  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4136  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4137  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4138  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4139  * must not be freed during the duration of the call.
4140  */
4141 unsigned int ksize(const void *objp)
4142 {
4143         if (unlikely(objp == NULL))
4144                 return 0;
4145
4146         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4147 }