mm, sl[aou]b: Move kmem_cache_create mutex handling to common code
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations 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 'slab_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        "slab.h"
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/poison.h>
93 #include        <linux/swap.h>
94 #include        <linux/cache.h>
95 #include        <linux/interrupt.h>
96 #include        <linux/init.h>
97 #include        <linux/compiler.h>
98 #include        <linux/cpuset.h>
99 #include        <linux/proc_fs.h>
100 #include        <linux/seq_file.h>
101 #include        <linux/notifier.h>
102 #include        <linux/kallsyms.h>
103 #include        <linux/cpu.h>
104 #include        <linux/sysctl.h>
105 #include        <linux/module.h>
106 #include        <linux/rcupdate.h>
107 #include        <linux/string.h>
108 #include        <linux/uaccess.h>
109 #include        <linux/nodemask.h>
110 #include        <linux/kmemleak.h>
111 #include        <linux/mempolicy.h>
112 #include        <linux/mutex.h>
113 #include        <linux/fault-inject.h>
114 #include        <linux/rtmutex.h>
115 #include        <linux/reciprocal_div.h>
116 #include        <linux/debugobjects.h>
117 #include        <linux/kmemcheck.h>
118 #include        <linux/memory.h>
119 #include        <linux/prefetch.h>
120
121 #include        <asm/cacheflush.h>
122 #include        <asm/tlbflush.h>
123 #include        <asm/page.h>
124
125 #include <trace/events/kmem.h>
126
127 /*
128  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
129  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
130  *
131  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
132  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
133  *
134  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
135  */
136
137 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
138 #define DEBUG           1
139 #define STATS           1
140 #define FORCED_DEBUG    1
141 #else
142 #define DEBUG           0
143 #define STATS           0
144 #define FORCED_DEBUG    0
145 #endif
146
147 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
148 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
149 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
150
151 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
152 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
153 #endif
154
155 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
156 #if DEBUG
157 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
158                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
159                          SLAB_CACHE_DMA | \
160                          SLAB_STORE_USER | \
161                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
162                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
163                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
164 #else
165 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
166                          SLAB_CACHE_DMA | \
167                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
168                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
169                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
170 #endif
171
172 /*
173  * kmem_bufctl_t:
174  *
175  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
176  * linked offsets.
177  *
178  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
179  * slab an object belongs to.
180  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
181  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
182  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
183  * that does not use off-slab slabs.
184  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
185  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
186  * to have too many per slab.
187  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
188  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
189  */
190
191 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
192 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
193 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
194 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
195 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
196
197 /*
198  * struct slab_rcu
199  *
200  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
201  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
202  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
203  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
204  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
205  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
206  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
207  *
208  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
209  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
210  */
211 struct slab_rcu {
212         struct rcu_head head;
213         struct kmem_cache *cachep;
214         void *addr;
215 };
216
217 /*
218  * struct slab
219  *
220  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
221  * for a slab, or allocated from an general cache.
222  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
223  */
224 struct slab {
225         union {
226                 struct {
227                         struct list_head list;
228                         unsigned long colouroff;
229                         void *s_mem;            /* including colour offset */
230                         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
231                         kmem_bufctl_t free;
232                         unsigned short nodeid;
233                 };
234                 struct slab_rcu __slab_cover_slab_rcu;
235         };
236 };
237
238 /*
239  * struct array_cache
240  *
241  * Purpose:
242  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
243  * - reduce the number of linked list operations
244  * - reduce spinlock operations
245  *
246  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
247  * footprint.
248  *
249  */
250 struct array_cache {
251         unsigned int avail;
252         unsigned int limit;
253         unsigned int batchcount;
254         unsigned int touched;
255         spinlock_t lock;
256         void *entry[];  /*
257                          * Must have this definition in here for the proper
258                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
259                          * the entries.
260                          */
261 };
262
263 /*
264  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
265  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
266  */
267 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
268 struct arraycache_init {
269         struct array_cache cache;
270         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
271 };
272
273 /*
274  * The slab lists for all objects.
275  */
276 struct kmem_list3 {
277         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
278         struct list_head slabs_full;
279         struct list_head slabs_free;
280         unsigned long free_objects;
281         unsigned int free_limit;
282         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
283         spinlock_t list_lock;
284         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
285         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
286         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
287         int free_touched;               /* updated without locking */
288 };
289
290 /*
291  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
292  */
293 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
294 static struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
295 #define CACHE_CACHE 0
296 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
297 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
298
299 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
300                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
301 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
302                         int node);
303 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
304 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
305
306 /*
307  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
308  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
309  */
310 static __always_inline int index_of(const size_t size)
311 {
312         extern void __bad_size(void);
313
314         if (__builtin_constant_p(size)) {
315                 int i = 0;
316
317 #define CACHE(x) \
318         if (size <=x) \
319                 return i; \
320         else \
321                 i++;
322 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
323 #undef CACHE
324                 __bad_size();
325         } else
326                 __bad_size();
327         return 0;
328 }
329
330 static int slab_early_init = 1;
331
332 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
333 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
334
335 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
336 {
337         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
338         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
339         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
340         parent->shared = NULL;
341         parent->alien = NULL;
342         parent->colour_next = 0;
343         spin_lock_init(&parent->list_lock);
344         parent->free_objects = 0;
345         parent->free_touched = 0;
346 }
347
348 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
349         do {                                                            \
350                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
351                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
352         } while (0)
353
354 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
355         do {                                                            \
356         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
357         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
358         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
359         } while (0)
360
361 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
362 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
363
364 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
365 /*
366  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
367  * cpucache drain/refill cycles.
368  *
369  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
370  * which could lock up otherwise freeable slabs.
371  */
372 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
373 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
374
375 #if STATS
376 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
377 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
378 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
379 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
380 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
381 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
382         do {                                                            \
383                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
384                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
385         } while (0)
386 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
387 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
388 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
389 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
390 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
391         do {                                                            \
392                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
393                         (x)->max_freeable = i;                          \
394         } while (0)
395 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
396 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
397 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
398 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
399 #else
400 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
401 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
402 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
403 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
404 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
405 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
406 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
407 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
408 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
409 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
410 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
411 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
412 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
413 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
414 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
415 #endif
416
417 #if DEBUG
418
419 /*
420  * memory layout of objects:
421  * 0            : objp
422  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
423  *              the end of an object is aligned with the end of the real
424  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
425  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
426  *              redzone word.
427  * cachep->obj_offset: The real object.
428  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
429  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
430  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
431  */
432 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
433 {
434         return cachep->obj_offset;
435 }
436
437 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
438 {
439         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
440         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
441                                       sizeof(unsigned long long));
442 }
443
444 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
445 {
446         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
447         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
448                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
449                                               sizeof(unsigned long long) -
450                                               REDZONE_ALIGN);
451         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
452                                        sizeof(unsigned long long));
453 }
454
455 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
456 {
457         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
458         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
459 }
460
461 #else
462
463 #define obj_offset(x)                   0
464 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
465 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
466 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
467
468 #endif
469
470 #ifdef CONFIG_TRACING
471 size_t slab_buffer_size(struct kmem_cache *cachep)
472 {
473         return cachep->size;
474 }
475 EXPORT_SYMBOL(slab_buffer_size);
476 #endif
477
478 /*
479  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
480  * overridden on the command line.
481  */
482 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
483 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
484 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
485 static bool slab_max_order_set __initdata;
486
487 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
488 {
489         page = compound_head(page);
490         BUG_ON(!PageSlab(page));
491         return page->slab_cache;
492 }
493
494 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
495 {
496         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
497         return page->slab_cache;
498 }
499
500 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
501 {
502         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
503
504         VM_BUG_ON(!PageSlab(page));
505         return page->slab_page;
506 }
507
508 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
509                                  unsigned int idx)
510 {
511         return slab->s_mem + cache->size * idx;
512 }
513
514 /*
515  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
516  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
517  *   we can replace (offset / cache->size) by
518  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
519  */
520 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
521                                         const struct slab *slab, void *obj)
522 {
523         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
524         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
525 }
526
527 /*
528  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
529  */
530 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
531 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
532 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
533         CACHE(ULONG_MAX)
534 #undef CACHE
535 };
536 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
537
538 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
539 struct cache_names {
540         char *name;
541         char *name_dma;
542 };
543
544 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
545 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
546 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
547         {NULL,}
548 #undef CACHE
549 };
550
551 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
552     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
553 static struct arraycache_init initarray_generic =
554     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
555
556 /* internal cache of cache description objs */
557 static struct kmem_list3 *cache_cache_nodelists[MAX_NUMNODES];
558 static struct kmem_cache cache_cache = {
559         .nodelists = cache_cache_nodelists,
560         .batchcount = 1,
561         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
562         .shared = 1,
563         .size = sizeof(struct kmem_cache),
564         .name = "kmem_cache",
565 };
566
567 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
568
569 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
570
571 /*
572  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
573  * for other slabs "off slab".
574  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
575  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
576  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
577  *
578  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
579  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
580  * then comes back up during hotplug
581  */
582 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
583 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
584
585 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
586 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
587
588 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
589                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
590                 int q)
591 {
592         struct array_cache **alc;
593         struct kmem_list3 *l3;
594         int r;
595
596         l3 = cachep->nodelists[q];
597         if (!l3)
598                 return;
599
600         lockdep_set_class(&l3->list_lock, l3_key);
601         alc = l3->alien;
602         /*
603          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
604          * should go away when common slab code is taught to
605          * work even without alien caches.
606          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
607          * for alloc_alien_cache,
608          */
609         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
610                 return;
611         for_each_node(r) {
612                 if (alc[r])
613                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
614         }
615 }
616
617 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
618 {
619         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
620 }
621
622 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
623 {
624         int node;
625
626         for_each_online_node(node)
627                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
628 }
629
630 static void init_node_lock_keys(int q)
631 {
632         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
633
634         if (slab_state < UP)
635                 return;
636
637         for (s = malloc_sizes; s->cs_size != ULONG_MAX; s++) {
638                 struct kmem_list3 *l3;
639
640                 l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
641                 if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
642                         continue;
643
644                 slab_set_lock_classes(s->cs_cachep, &on_slab_l3_key,
645                                 &on_slab_alc_key, q);
646         }
647 }
648
649 static inline void init_lock_keys(void)
650 {
651         int node;
652
653         for_each_node(node)
654                 init_node_lock_keys(node);
655 }
656 #else
657 static void init_node_lock_keys(int q)
658 {
659 }
660
661 static inline void init_lock_keys(void)
662 {
663 }
664
665 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
666 {
667 }
668
669 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
670 {
671 }
672 #endif
673
674 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
675
676 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
677 {
678         return cachep->array[smp_processor_id()];
679 }
680
681 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
682                                                         gfp_t gfpflags)
683 {
684         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
685
686 #if DEBUG
687         /* This happens if someone tries to call
688          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
689          * the generic caches are initialized.
690          */
691         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
692 #endif
693         if (!size)
694                 return ZERO_SIZE_PTR;
695
696         while (size > csizep->cs_size)
697                 csizep++;
698
699         /*
700          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
701          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
702          * for large kmalloc calls required.
703          */
704 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
705         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
706                 return csizep->cs_dmacachep;
707 #endif
708         return csizep->cs_cachep;
709 }
710
711 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
712 {
713         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
714 }
715
716 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
717 {
718         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
719 }
720
721 /*
722  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
723  */
724 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
725                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
726                            unsigned int *num)
727 {
728         int nr_objs;
729         size_t mgmt_size;
730         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
731
732         /*
733          * The slab management structure can be either off the slab or
734          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
735          * slab is used for:
736          *
737          * - The struct slab
738          * - One kmem_bufctl_t for each object
739          * - Padding to respect alignment of @align
740          * - @buffer_size bytes for each object
741          *
742          * If the slab management structure is off the slab, then the
743          * alignment will already be calculated into the size. Because
744          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
745          * correct alignment when allocated.
746          */
747         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
748                 mgmt_size = 0;
749                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
750
751                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
752                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
753         } else {
754                 /*
755                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
756                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
757                  * least @align. In the worst case, this result will
758                  * be one greater than the number of objects that fit
759                  * into the memory allocation when taking the padding
760                  * into account.
761                  */
762                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
763                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
764
765                 /*
766                  * This calculated number will be either the right
767                  * amount, or one greater than what we want.
768                  */
769                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
770                        > slab_size)
771                         nr_objs--;
772
773                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
774                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
775
776                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
777         }
778         *num = nr_objs;
779         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
780 }
781
782 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
783
784 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
785                         char *msg)
786 {
787         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
788                function, cachep->name, msg);
789         dump_stack();
790 }
791
792 /*
793  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
794  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
795  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
796  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
797  * line
798   */
799
800 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
801 static int __init noaliencache_setup(char *s)
802 {
803         use_alien_caches = 0;
804         return 1;
805 }
806 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
807
808 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
809 {
810         get_option(&str, &slab_max_order);
811         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
812                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
813         slab_max_order_set = true;
814
815         return 1;
816 }
817 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
818
819 #ifdef CONFIG_NUMA
820 /*
821  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
822  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
823  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
824  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
825  */
826 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
827
828 static void init_reap_node(int cpu)
829 {
830         int node;
831
832         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
833         if (node == MAX_NUMNODES)
834                 node = first_node(node_online_map);
835
836         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
837 }
838
839 static void next_reap_node(void)
840 {
841         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
842
843         node = next_node(node, node_online_map);
844         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
845                 node = first_node(node_online_map);
846         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
847 }
848
849 #else
850 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
851 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
852 #endif
853
854 /*
855  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
856  * via the workqueue/eventd.
857  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
858  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
859  * lock.
860  */
861 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
862 {
863         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
864
865         /*
866          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
867          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
868          * at that time.
869          */
870         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
871                 init_reap_node(cpu);
872                 INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(reap_work, cache_reap);
873                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
874                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
875         }
876 }
877
878 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
879                                             int batchcount, gfp_t gfp)
880 {
881         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
882         struct array_cache *nc = NULL;
883
884         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
885         /*
886          * The array_cache structures contain pointers to free object.
887          * However, when such objects are allocated or transferred to another
888          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
889          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
890          * not scan such objects.
891          */
892         kmemleak_no_scan(nc);
893         if (nc) {
894                 nc->avail = 0;
895                 nc->limit = entries;
896                 nc->batchcount = batchcount;
897                 nc->touched = 0;
898                 spin_lock_init(&nc->lock);
899         }
900         return nc;
901 }
902
903 /*
904  * Transfer objects in one arraycache to another.
905  * Locking must be handled by the caller.
906  *
907  * Return the number of entries transferred.
908  */
909 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
910                 struct array_cache *from, unsigned int max)
911 {
912         /* Figure out how many entries to transfer */
913         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
914
915         if (!nr)
916                 return 0;
917
918         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
919                         sizeof(void *) *nr);
920
921         from->avail -= nr;
922         to->avail += nr;
923         return nr;
924 }
925
926 #ifndef CONFIG_NUMA
927
928 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
929 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
930
931 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
932 {
933         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
934 }
935
936 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
937 {
938 }
939
940 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
941 {
942         return 0;
943 }
944
945 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
946                 gfp_t flags)
947 {
948         return NULL;
949 }
950
951 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
952                  gfp_t flags, int nodeid)
953 {
954         return NULL;
955 }
956
957 #else   /* CONFIG_NUMA */
958
959 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
960 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
961
962 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
963 {
964         struct array_cache **ac_ptr;
965         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
966         int i;
967
968         if (limit > 1)
969                 limit = 12;
970         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
971         if (ac_ptr) {
972                 for_each_node(i) {
973                         if (i == node || !node_online(i))
974                                 continue;
975                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
976                         if (!ac_ptr[i]) {
977                                 for (i--; i >= 0; i--)
978                                         kfree(ac_ptr[i]);
979                                 kfree(ac_ptr);
980                                 return NULL;
981                         }
982                 }
983         }
984         return ac_ptr;
985 }
986
987 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
988 {
989         int i;
990
991         if (!ac_ptr)
992                 return;
993         for_each_node(i)
994             kfree(ac_ptr[i]);
995         kfree(ac_ptr);
996 }
997
998 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
999                                 struct array_cache *ac, int node)
1000 {
1001         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1002
1003         if (ac->avail) {
1004                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1005                 /*
1006                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1007                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1008                  * into the free lists and getting them back later.
1009                  */
1010                 if (rl3->shared)
1011                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1012
1013                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1014                 ac->avail = 0;
1015                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1016         }
1017 }
1018
1019 /*
1020  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1021  */
1022 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1023 {
1024         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1025
1026         if (l3->alien) {
1027                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1028
1029                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1030                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1031                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1032                 }
1033         }
1034 }
1035
1036 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1037                                 struct array_cache **alien)
1038 {
1039         int i = 0;
1040         struct array_cache *ac;
1041         unsigned long flags;
1042
1043         for_each_online_node(i) {
1044                 ac = alien[i];
1045                 if (ac) {
1046                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1047                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1048                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1049                 }
1050         }
1051 }
1052
1053 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1054 {
1055         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1056         int nodeid = slabp->nodeid;
1057         struct kmem_list3 *l3;
1058         struct array_cache *alien = NULL;
1059         int node;
1060
1061         node = numa_mem_id();
1062
1063         /*
1064          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1065          * cache on this cpu.
1066          */
1067         if (likely(slabp->nodeid == node))
1068                 return 0;
1069
1070         l3 = cachep->nodelists[node];
1071         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1072         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1073                 alien = l3->alien[nodeid];
1074                 spin_lock(&alien->lock);
1075                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1076                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1077                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1078                 }
1079                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1080                 spin_unlock(&alien->lock);
1081         } else {
1082                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1083                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1084                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1085         }
1086         return 1;
1087 }
1088 #endif
1089
1090 /*
1091  * Allocates and initializes nodelists for a node on each slab cache, used for
1092  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_list3
1093  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1094  * When hotplugging memory or a cpu, existing nodelists are not replaced if
1095  * already in use.
1096  *
1097  * Must hold slab_mutex.
1098  */
1099 static int init_cache_nodelists_node(int node)
1100 {
1101         struct kmem_cache *cachep;
1102         struct kmem_list3 *l3;
1103         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1104
1105         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1106                 /*
1107                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1108                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1109                  * node has not already allocated this
1110                  */
1111                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1112                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1113                         if (!l3)
1114                                 return -ENOMEM;
1115                         kmem_list3_init(l3);
1116                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1117                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1118
1119                         /*
1120                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1121                          * go.  slab_mutex is sufficient
1122                          * protection here.
1123                          */
1124                         cachep->nodelists[node] = l3;
1125                 }
1126
1127                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1128                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1129                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1130                         cachep->batchcount + cachep->num;
1131                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1132         }
1133         return 0;
1134 }
1135
1136 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1137 {
1138         struct kmem_cache *cachep;
1139         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1140         int node = cpu_to_mem(cpu);
1141         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1142
1143         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1144                 struct array_cache *nc;
1145                 struct array_cache *shared;
1146                 struct array_cache **alien;
1147
1148                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1149                 nc = cachep->array[cpu];
1150                 cachep->array[cpu] = NULL;
1151                 l3 = cachep->nodelists[node];
1152
1153                 if (!l3)
1154                         goto free_array_cache;
1155
1156                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1157
1158                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1159                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1160                 if (nc)
1161                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1162
1163                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1164                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1165                         goto free_array_cache;
1166                 }
1167
1168                 shared = l3->shared;
1169                 if (shared) {
1170                         free_block(cachep, shared->entry,
1171                                    shared->avail, node);
1172                         l3->shared = NULL;
1173                 }
1174
1175                 alien = l3->alien;
1176                 l3->alien = NULL;
1177
1178                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1179
1180                 kfree(shared);
1181                 if (alien) {
1182                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1183                         free_alien_cache(alien);
1184                 }
1185 free_array_cache:
1186                 kfree(nc);
1187         }
1188         /*
1189          * In the previous loop, all the objects were freed to
1190          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1191          * shrink each nodelist to its limit.
1192          */
1193         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1194                 l3 = cachep->nodelists[node];
1195                 if (!l3)
1196                         continue;
1197                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1198         }
1199 }
1200
1201 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1202 {
1203         struct kmem_cache *cachep;
1204         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1205         int node = cpu_to_mem(cpu);
1206         int err;
1207
1208         /*
1209          * We need to do this right in the beginning since
1210          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1211          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1212          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1213          */
1214         err = init_cache_nodelists_node(node);
1215         if (err < 0)
1216                 goto bad;
1217
1218         /*
1219          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1220          * array caches
1221          */
1222         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1223                 struct array_cache *nc;
1224                 struct array_cache *shared = NULL;
1225                 struct array_cache **alien = NULL;
1226
1227                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1228                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1229                 if (!nc)
1230                         goto bad;
1231                 if (cachep->shared) {
1232                         shared = alloc_arraycache(node,
1233                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1234                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1235                         if (!shared) {
1236                                 kfree(nc);
1237                                 goto bad;
1238                         }
1239                 }
1240                 if (use_alien_caches) {
1241                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1242                         if (!alien) {
1243                                 kfree(shared);
1244                                 kfree(nc);
1245                                 goto bad;
1246                         }
1247                 }
1248                 cachep->array[cpu] = nc;
1249                 l3 = cachep->nodelists[node];
1250                 BUG_ON(!l3);
1251
1252                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1253                 if (!l3->shared) {
1254                         /*
1255                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1256                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1257                          */
1258                         l3->shared = shared;
1259                         shared = NULL;
1260                 }
1261 #ifdef CONFIG_NUMA
1262                 if (!l3->alien) {
1263                         l3->alien = alien;
1264                         alien = NULL;
1265                 }
1266 #endif
1267                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1268                 kfree(shared);
1269                 free_alien_cache(alien);
1270                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1271                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1272         }
1273         init_node_lock_keys(node);
1274
1275         return 0;
1276 bad:
1277         cpuup_canceled(cpu);
1278         return -ENOMEM;
1279 }
1280
1281 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1282                                     unsigned long action, void *hcpu)
1283 {
1284         long cpu = (long)hcpu;
1285         int err = 0;
1286
1287         switch (action) {
1288         case CPU_UP_PREPARE:
1289         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1290                 mutex_lock(&slab_mutex);
1291                 err = cpuup_prepare(cpu);
1292                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1293                 break;
1294         case CPU_ONLINE:
1295         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1296                 start_cpu_timer(cpu);
1297                 break;
1298 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1299         case CPU_DOWN_PREPARE:
1300         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1301                 /*
1302                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1303                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1304                  * anything expensive but will only modify reap_work
1305                  * and reschedule the timer.
1306                 */
1307                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1308                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1309                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1310                 break;
1311         case CPU_DOWN_FAILED:
1312         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1313                 start_cpu_timer(cpu);
1314                 break;
1315         case CPU_DEAD:
1316         case CPU_DEAD_FROZEN:
1317                 /*
1318                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1319                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1320                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1321                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1322                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1323                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1324                  */
1325                 /* fall through */
1326 #endif
1327         case CPU_UP_CANCELED:
1328         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1329                 mutex_lock(&slab_mutex);
1330                 cpuup_canceled(cpu);
1331                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1332                 break;
1333         }
1334         return notifier_from_errno(err);
1335 }
1336
1337 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1338         &cpuup_callback, NULL, 0
1339 };
1340
1341 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1342 /*
1343  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1344  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1345  * removed.
1346  *
1347  * Must hold slab_mutex.
1348  */
1349 static int __meminit drain_cache_nodelists_node(int node)
1350 {
1351         struct kmem_cache *cachep;
1352         int ret = 0;
1353
1354         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1355                 struct kmem_list3 *l3;
1356
1357                 l3 = cachep->nodelists[node];
1358                 if (!l3)
1359                         continue;
1360
1361                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1362
1363                 if (!list_empty(&l3->slabs_full) ||
1364                     !list_empty(&l3->slabs_partial)) {
1365                         ret = -EBUSY;
1366                         break;
1367                 }
1368         }
1369         return ret;
1370 }
1371
1372 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1373                                         unsigned long action, void *arg)
1374 {
1375         struct memory_notify *mnb = arg;
1376         int ret = 0;
1377         int nid;
1378
1379         nid = mnb->status_change_nid;
1380         if (nid < 0)
1381                 goto out;
1382
1383         switch (action) {
1384         case MEM_GOING_ONLINE:
1385                 mutex_lock(&slab_mutex);
1386                 ret = init_cache_nodelists_node(nid);
1387                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1388                 break;
1389         case MEM_GOING_OFFLINE:
1390                 mutex_lock(&slab_mutex);
1391                 ret = drain_cache_nodelists_node(nid);
1392                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1393                 break;
1394         case MEM_ONLINE:
1395         case MEM_OFFLINE:
1396         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1397         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1398                 break;
1399         }
1400 out:
1401         return notifier_from_errno(ret);
1402 }
1403 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1404
1405 /*
1406  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1407  */
1408 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1409                                 int nodeid)
1410 {
1411         struct kmem_list3 *ptr;
1412
1413         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1414         BUG_ON(!ptr);
1415
1416         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1417         /*
1418          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1419          */
1420         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1421
1422         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1423         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1424 }
1425
1426 /*
1427  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1428  * size of kmem_list3.
1429  */
1430 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1431 {
1432         int node;
1433
1434         for_each_online_node(node) {
1435                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1436                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1437                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1438                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1439         }
1440 }
1441
1442 /*
1443  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1444  * before smp_init().
1445  */
1446 void __init kmem_cache_init(void)
1447 {
1448         size_t left_over;
1449         struct cache_sizes *sizes;
1450         struct cache_names *names;
1451         int i;
1452         int order;
1453         int node;
1454
1455         if (num_possible_nodes() == 1)
1456                 use_alien_caches = 0;
1457
1458         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1459                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1460                 if (i < MAX_NUMNODES)
1461                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1462         }
1463         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1464
1465         /*
1466          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1467          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1468          * not overridden on the command line.
1469          */
1470         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1471                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1472
1473         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1474          * from caches that do not exist yet:
1475          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1476          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1477          *    cache_cache is statically allocated.
1478          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1479          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1480          *    array at the end of the bootstrap.
1481          * 2) Create the first kmalloc cache.
1482          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1483          *    An __init data area is used for the head array.
1484          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1485          *    head arrays.
1486          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1487          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1488          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1489          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1490          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1491          */
1492
1493         node = numa_mem_id();
1494
1495         /* 1) create the cache_cache */
1496         INIT_LIST_HEAD(&slab_caches);
1497         list_add(&cache_cache.list, &slab_caches);
1498         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1499         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1500         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1501
1502         /*
1503          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1504          */
1505         cache_cache.size = offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1506                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1507         cache_cache.object_size = cache_cache.size;
1508         cache_cache.size = ALIGN(cache_cache.size,
1509                                         cache_line_size());
1510         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1511                 reciprocal_value(cache_cache.size);
1512
1513         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1514                 cache_estimate(order, cache_cache.size,
1515                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1516                 if (cache_cache.num)
1517                         break;
1518         }
1519         BUG_ON(!cache_cache.num);
1520         cache_cache.gfporder = order;
1521         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1522         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1523                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1524
1525         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1526         sizes = malloc_sizes;
1527         names = cache_names;
1528
1529         /*
1530          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1531          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1532          * bug.
1533          */
1534
1535         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = __kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1536                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1537                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1538                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1539                                         NULL);
1540
1541         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1542                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1543                         __kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1544                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1545                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1546                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1547                                 NULL);
1548         }
1549
1550         slab_early_init = 0;
1551
1552         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1553                 /*
1554                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1555                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1556                  * eliminates "false sharing".
1557                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1558                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1559                  */
1560                 if (!sizes->cs_cachep) {
1561                         sizes->cs_cachep = __kmem_cache_create(names->name,
1562                                         sizes->cs_size,
1563                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1564                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1565                                         NULL);
1566                 }
1567 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1568                 sizes->cs_dmacachep = __kmem_cache_create(
1569                                         names->name_dma,
1570                                         sizes->cs_size,
1571                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1572                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1573                                                 SLAB_PANIC,
1574                                         NULL);
1575 #endif
1576                 sizes++;
1577                 names++;
1578         }
1579         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1580         {
1581                 struct array_cache *ptr;
1582
1583                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1584
1585                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1586                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1587                        sizeof(struct arraycache_init));
1588                 /*
1589                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1590                  */
1591                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1592
1593                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1594
1595                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1596
1597                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1598                        != &initarray_generic.cache);
1599                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1600                        sizeof(struct arraycache_init));
1601                 /*
1602                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1603                  */
1604                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1605
1606                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1607                     ptr;
1608         }
1609         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1610         {
1611                 int nid;
1612
1613                 for_each_online_node(nid) {
1614                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1615
1616                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1617                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1618
1619                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1620                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1621                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1622                         }
1623                 }
1624         }
1625
1626         slab_state = UP;
1627 }
1628
1629 void __init kmem_cache_init_late(void)
1630 {
1631         struct kmem_cache *cachep;
1632
1633         slab_state = UP;
1634
1635         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1636         init_lock_keys();
1637
1638         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1639         mutex_lock(&slab_mutex);
1640         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1641                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1642                         BUG();
1643         mutex_unlock(&slab_mutex);
1644
1645         /* Done! */
1646         slab_state = FULL;
1647
1648         /*
1649          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1650          * cpu_cache_get for all new cpus
1651          */
1652         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1653
1654 #ifdef CONFIG_NUMA
1655         /*
1656          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1657          * nodelists.
1658          */
1659         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1660 #endif
1661
1662         /*
1663          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1664          * of the kernel is not yet operational.
1665          */
1666 }
1667
1668 static int __init cpucache_init(void)
1669 {
1670         int cpu;
1671
1672         /*
1673          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1674          */
1675         for_each_online_cpu(cpu)
1676                 start_cpu_timer(cpu);
1677
1678         /* Done! */
1679         slab_state = FULL;
1680         return 0;
1681 }
1682 __initcall(cpucache_init);
1683
1684 static noinline void
1685 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1686 {
1687         struct kmem_list3 *l3;
1688         struct slab *slabp;
1689         unsigned long flags;
1690         int node;
1691
1692         printk(KERN_WARNING
1693                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1694                 nodeid, gfpflags);
1695         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1696                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1697
1698         for_each_online_node(node) {
1699                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1700                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1701
1702                 l3 = cachep->nodelists[node];
1703                 if (!l3)
1704                         continue;
1705
1706                 spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
1707                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
1708                         active_objs += cachep->num;
1709                         active_slabs++;
1710                 }
1711                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
1712                         active_objs += slabp->inuse;
1713                         active_slabs++;
1714                 }
1715                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
1716                         num_slabs++;
1717
1718                 free_objects += l3->free_objects;
1719                 spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
1720
1721                 num_slabs += active_slabs;
1722                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1723                 printk(KERN_WARNING
1724                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1725                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1726                         free_objects);
1727         }
1728 }
1729
1730 /*
1731  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1732  *
1733  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1734  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1735  * would be relatively rare and ignorable.
1736  */
1737 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1738 {
1739         struct page *page;
1740         int nr_pages;
1741         int i;
1742
1743 #ifndef CONFIG_MMU
1744         /*
1745          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1746          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1747          */
1748         flags |= __GFP_COMP;
1749 #endif
1750
1751         flags |= cachep->allocflags;
1752         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1753                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1754
1755         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1756         if (!page) {
1757                 if (!(flags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1758                         slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1759                 return NULL;
1760         }
1761
1762         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1763         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1764                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1765                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1766         else
1767                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1768                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1769         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1770                 __SetPageSlab(page + i);
1771
1772         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1773                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1774
1775                 if (cachep->ctor)
1776                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1777                 else
1778                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1779         }
1780
1781         return page_address(page);
1782 }
1783
1784 /*
1785  * Interface to system's page release.
1786  */
1787 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1788 {
1789         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1790         struct page *page = virt_to_page(addr);
1791         const unsigned long nr_freed = i;
1792
1793         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1794
1795         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1796                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1797                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1798         else
1799                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1800                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1801         while (i--) {
1802                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1803                 __ClearPageSlab(page);
1804                 page++;
1805         }
1806         if (current->reclaim_state)
1807                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1808         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1809 }
1810
1811 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1812 {
1813         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1814         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1815
1816         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1817         if (OFF_SLAB(cachep))
1818                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1819 }
1820
1821 #if DEBUG
1822
1823 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1824 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1825                             unsigned long caller)
1826 {
1827         int size = cachep->object_size;
1828
1829         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1830
1831         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1832                 return;
1833
1834         *addr++ = 0x12345678;
1835         *addr++ = caller;
1836         *addr++ = smp_processor_id();
1837         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1838         {
1839                 unsigned long *sptr = &caller;
1840                 unsigned long svalue;
1841
1842                 while (!kstack_end(sptr)) {
1843                         svalue = *sptr++;
1844                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1845                                 *addr++ = svalue;
1846                                 size -= sizeof(unsigned long);
1847                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1848                                         break;
1849                         }
1850                 }
1851
1852         }
1853         *addr++ = 0x87654321;
1854 }
1855 #endif
1856
1857 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1858 {
1859         int size = cachep->object_size;
1860         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1861
1862         memset(addr, val, size);
1863         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1864 }
1865
1866 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1867 {
1868         int i;
1869         unsigned char error = 0;
1870         int bad_count = 0;
1871
1872         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1873         for (i = 0; i < limit; i++) {
1874                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1875                         error = data[offset + i];
1876                         bad_count++;
1877                 }
1878         }
1879         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1880                         &data[offset], limit, 1);
1881
1882         if (bad_count == 1) {
1883                 error ^= POISON_FREE;
1884                 if (!(error & (error - 1))) {
1885                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1886                                         "bad RAM.\n");
1887 #ifdef CONFIG_X86
1888                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1889                                         "test tool.\n");
1890 #else
1891                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1892 #endif
1893                 }
1894         }
1895 }
1896 #endif
1897
1898 #if DEBUG
1899
1900 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1901 {
1902         int i, size;
1903         char *realobj;
1904
1905         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1906                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1907                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1908                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1909         }
1910
1911         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1912                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1913                         *dbg_userword(cachep, objp));
1914                 print_symbol("(%s)",
1915                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1916                 printk("\n");
1917         }
1918         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1919         size = cachep->object_size;
1920         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1921                 int limit;
1922                 limit = 16;
1923                 if (i + limit > size)
1924                         limit = size - i;
1925                 dump_line(realobj, i, limit);
1926         }
1927 }
1928
1929 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1930 {
1931         char *realobj;
1932         int size, i;
1933         int lines = 0;
1934
1935         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1936         size = cachep->object_size;
1937
1938         for (i = 0; i < size; i++) {
1939                 char exp = POISON_FREE;
1940                 if (i == size - 1)
1941                         exp = POISON_END;
1942                 if (realobj[i] != exp) {
1943                         int limit;
1944                         /* Mismatch ! */
1945                         /* Print header */
1946                         if (lines == 0) {
1947                                 printk(KERN_ERR
1948                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1949                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1950                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1951                         }
1952                         /* Hexdump the affected line */
1953                         i = (i / 16) * 16;
1954                         limit = 16;
1955                         if (i + limit > size)
1956                                 limit = size - i;
1957                         dump_line(realobj, i, limit);
1958                         i += 16;
1959                         lines++;
1960                         /* Limit to 5 lines */
1961                         if (lines > 5)
1962                                 break;
1963                 }
1964         }
1965         if (lines != 0) {
1966                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1967                  * exist:
1968                  */
1969                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1970                 unsigned int objnr;
1971
1972                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1973                 if (objnr) {
1974                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1975                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1976                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1977                                realobj, size);
1978                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1979                 }
1980                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1981                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1982                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1983                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1984                                realobj, size);
1985                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1986                 }
1987         }
1988 }
1989 #endif
1990
1991 #if DEBUG
1992 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1993 {
1994         int i;
1995         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1996                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1997
1998                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1999 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2000                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
2001                                         OFF_SLAB(cachep))
2002                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2003                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2004                         else
2005                                 check_poison_obj(cachep, objp);
2006 #else
2007                         check_poison_obj(cachep, objp);
2008 #endif
2009                 }
2010                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2011                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2012                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
2013                                            "was overwritten");
2014                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2015                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2016                                            "was overwritten");
2017                 }
2018         }
2019 }
2020 #else
2021 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2022 {
2023 }
2024 #endif
2025
2026 /**
2027  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2028  * @cachep: cache pointer being destroyed
2029  * @slabp: slab pointer being destroyed
2030  *
2031  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2032  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2033  * cache-lock is not held/needed.
2034  */
2035 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2036 {
2037         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
2038
2039         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
2040         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2041                 struct slab_rcu *slab_rcu;
2042
2043                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
2044                 slab_rcu->cachep = cachep;
2045                 slab_rcu->addr = addr;
2046                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
2047         } else {
2048                 kmem_freepages(cachep, addr);
2049                 if (OFF_SLAB(cachep))
2050                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
2051         }
2052 }
2053
2054 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2055 {
2056         int i;
2057         struct kmem_list3 *l3;
2058
2059         for_each_online_cpu(i)
2060             kfree(cachep->array[i]);
2061
2062         /* NUMA: free the list3 structures */
2063         for_each_online_node(i) {
2064                 l3 = cachep->nodelists[i];
2065                 if (l3) {
2066                         kfree(l3->shared);
2067                         free_alien_cache(l3->alien);
2068                         kfree(l3);
2069                 }
2070         }
2071         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2072 }
2073
2074
2075 /**
2076  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2077  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2078  * @size: size of objects to be created in this cache.
2079  * @align: required alignment for the objects.
2080  * @flags: slab allocation flags
2081  *
2082  * Also calculates the number of objects per slab.
2083  *
2084  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2085  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2086  * towards high-order requests, this should be changed.
2087  */
2088 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2089                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2090 {
2091         unsigned long offslab_limit;
2092         size_t left_over = 0;
2093         int gfporder;
2094
2095         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2096                 unsigned int num;
2097                 size_t remainder;
2098
2099                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2100                 if (!num)
2101                         continue;
2102
2103                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2104                         /*
2105                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2106                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2107                          * looping condition in cache_grow().
2108                          */
2109                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2110                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2111
2112                         if (num > offslab_limit)
2113                                 break;
2114                 }
2115
2116                 /* Found something acceptable - save it away */
2117                 cachep->num = num;
2118                 cachep->gfporder = gfporder;
2119                 left_over = remainder;
2120
2121                 /*
2122                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2123                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2124                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2125                  */
2126                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2127                         break;
2128
2129                 /*
2130                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2131                  * currently bad for the gfp()s.
2132                  */
2133                 if (gfporder >= slab_max_order)
2134                         break;
2135
2136                 /*
2137                  * Acceptable internal fragmentation?
2138                  */
2139                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2140                         break;
2141         }
2142         return left_over;
2143 }
2144
2145 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2146 {
2147         if (slab_state >= FULL)
2148                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2149
2150         if (slab_state == DOWN) {
2151                 /*
2152                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2153                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2154                  * further caches will BUG().
2155                  */
2156                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2157
2158                 /*
2159                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2160                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2161                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2162                  */
2163                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2164                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2165                         slab_state = PARTIAL_L3;
2166                 else
2167                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2168         } else {
2169                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2170                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2171
2172                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2173                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2174                         slab_state = PARTIAL_L3;
2175                 } else {
2176                         int node;
2177                         for_each_online_node(node) {
2178                                 cachep->nodelists[node] =
2179                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2180                                                 gfp, node);
2181                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2182                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2183                         }
2184                 }
2185         }
2186         cachep->nodelists[numa_mem_id()]->next_reap =
2187                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2188                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2189
2190         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2191         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2192         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2193         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2194         cachep->batchcount = 1;
2195         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2196         return 0;
2197 }
2198
2199 /**
2200  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2201  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2202  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2203  * @align: The required alignment for the objects.
2204  * @flags: SLAB flags
2205  * @ctor: A constructor for the objects.
2206  *
2207  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2208  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2209  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2210  *
2211  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2212  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2213  *
2214  * The flags are
2215  *
2216  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2217  * to catch references to uninitialised memory.
2218  *
2219  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2220  * for buffer overruns.
2221  *
2222  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2223  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2224  * as davem.
2225  */
2226 struct kmem_cache *
2227 __kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2228         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2229 {
2230         size_t left_over, slab_size, ralign;
2231         struct kmem_cache *cachep = NULL;
2232         gfp_t gfp;
2233
2234 #if DEBUG
2235 #if FORCED_DEBUG
2236         /*
2237          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2238          * large objects, if the increased size would increase the object size
2239          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2240          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2241          */
2242         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2243                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2244                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2245         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2246                 flags |= SLAB_POISON;
2247 #endif
2248         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2249                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2250 #endif
2251         /*
2252          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2253          * isn't available.
2254          */
2255         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2256
2257         /*
2258          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2259          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2260          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2261          */
2262         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2263                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2264                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2265         }
2266
2267         /* calculate the final buffer alignment: */
2268
2269         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2270         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2271                 /*
2272                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2273                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2274                  * one cacheline.
2275                  */
2276                 ralign = cache_line_size();
2277                 while (size <= ralign / 2)
2278                         ralign /= 2;
2279         } else {
2280                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2281         }
2282
2283         /*
2284          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2285          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2286          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2287          */
2288         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2289                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2290
2291         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2292                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2293                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2294                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2295                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2296                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2297         }
2298
2299         /* 2) arch mandated alignment */
2300         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2301                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2302         }
2303         /* 3) caller mandated alignment */
2304         if (ralign < align) {
2305                 ralign = align;
2306         }
2307         /* disable debug if necessary */
2308         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2309                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2310         /*
2311          * 4) Store it.
2312          */
2313         align = ralign;
2314
2315         if (slab_is_available())
2316                 gfp = GFP_KERNEL;
2317         else
2318                 gfp = GFP_NOWAIT;
2319
2320         /* Get cache's description obj. */
2321         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, gfp);
2322         if (!cachep)
2323                 return NULL;
2324
2325         cachep->nodelists = (struct kmem_list3 **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
2326         cachep->object_size = size;
2327         cachep->align = align;
2328 #if DEBUG
2329
2330         /*
2331          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2332          * into align above.
2333          */
2334         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2335                 /* add space for red zone words */
2336                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2337                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2338         }
2339         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2340                 /* user store requires one word storage behind the end of
2341                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2342                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2343                  */
2344                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2345                         size += REDZONE_ALIGN;
2346                 else
2347                         size += BYTES_PER_WORD;
2348         }
2349 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2350         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2351             && cachep->object_size > cache_line_size() && ALIGN(size, align) < PAGE_SIZE) {
2352                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, align);
2353                 size = PAGE_SIZE;
2354         }
2355 #endif
2356 #endif
2357
2358         /*
2359          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2360          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2361          * it too early on. Always use on-slab management when
2362          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2363          */
2364         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2365             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2366                 /*
2367                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2368                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2369                  */
2370                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2371
2372         size = ALIGN(size, align);
2373
2374         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2375
2376         if (!cachep->num) {
2377                 printk(KERN_ERR
2378                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2379                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2380                 return NULL;
2381         }
2382         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2383                           + sizeof(struct slab), align);
2384
2385         /*
2386          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2387          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2388          */
2389         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2390                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2391                 left_over -= slab_size;
2392         }
2393
2394         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2395                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2396                 slab_size =
2397                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2398
2399 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2400                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2401                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2402                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2403                  */
2404                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2405                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2406 #endif
2407         }
2408
2409         cachep->colour_off = cache_line_size();
2410         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2411         if (cachep->colour_off < align)
2412                 cachep->colour_off = align;
2413         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2414         cachep->slab_size = slab_size;
2415         cachep->flags = flags;
2416         cachep->allocflags = 0;
2417         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2418                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2419         cachep->size = size;
2420         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2421
2422         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2423                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2424                 /*
2425                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2426                  * But since we go off slab only for object size greater than
2427                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2428                  * this should not happen at all.
2429                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2430                  */
2431                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2432         }
2433         cachep->ctor = ctor;
2434         cachep->name = name;
2435
2436         if (setup_cpu_cache(cachep, gfp)) {
2437                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2438                 return NULL;
2439         }
2440
2441         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2442                 /*
2443                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2444                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2445                  */
2446                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2447
2448                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2449         }
2450
2451         /* cache setup completed, link it into the list */
2452         list_add(&cachep->list, &slab_caches);
2453         return cachep;
2454 }
2455
2456 #if DEBUG
2457 static void check_irq_off(void)
2458 {
2459         BUG_ON(!irqs_disabled());
2460 }
2461
2462 static void check_irq_on(void)
2463 {
2464         BUG_ON(irqs_disabled());
2465 }
2466
2467 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2468 {
2469 #ifdef CONFIG_SMP
2470         check_irq_off();
2471         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_mem_id()]->list_lock);
2472 #endif
2473 }
2474
2475 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2476 {
2477 #ifdef CONFIG_SMP
2478         check_irq_off();
2479         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2480 #endif
2481 }
2482
2483 #else
2484 #define check_irq_off() do { } while(0)
2485 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2486 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2487 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2488 #endif
2489
2490 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2491                         struct array_cache *ac,
2492                         int force, int node);
2493
2494 static void do_drain(void *arg)
2495 {
2496         struct kmem_cache *cachep = arg;
2497         struct array_cache *ac;
2498         int node = numa_mem_id();
2499
2500         check_irq_off();
2501         ac = cpu_cache_get(cachep);
2502         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2503         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2504         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2505         ac->avail = 0;
2506 }
2507
2508 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2509 {
2510         struct kmem_list3 *l3;
2511         int node;
2512
2513         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2514         check_irq_on();
2515         for_each_online_node(node) {
2516                 l3 = cachep->nodelists[node];
2517                 if (l3 && l3->alien)
2518                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2519         }
2520
2521         for_each_online_node(node) {
2522                 l3 = cachep->nodelists[node];
2523                 if (l3)
2524                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2525         }
2526 }
2527
2528 /*
2529  * Remove slabs from the list of free slabs.
2530  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2531  *
2532  * Returns the actual number of slabs released.
2533  */
2534 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2535                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2536 {
2537         struct list_head *p;
2538         int nr_freed;
2539         struct slab *slabp;
2540
2541         nr_freed = 0;
2542         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2543
2544                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2545                 p = l3->slabs_free.prev;
2546                 if (p == &l3->slabs_free) {
2547                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2548                         goto out;
2549                 }
2550
2551                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2552 #if DEBUG
2553                 BUG_ON(slabp->inuse);
2554 #endif
2555                 list_del(&slabp->list);
2556                 /*
2557                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2558                  * to the cache.
2559                  */
2560                 l3->free_objects -= cache->num;
2561                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2562                 slab_destroy(cache, slabp);
2563                 nr_freed++;
2564         }
2565 out:
2566         return nr_freed;
2567 }
2568
2569 /* Called with slab_mutex held to protect against cpu hotplug */
2570 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2571 {
2572         int ret = 0, i = 0;
2573         struct kmem_list3 *l3;
2574
2575         drain_cpu_caches(cachep);
2576
2577         check_irq_on();
2578         for_each_online_node(i) {
2579                 l3 = cachep->nodelists[i];
2580                 if (!l3)
2581                         continue;
2582
2583                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2584
2585                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2586                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2587         }
2588         return (ret ? 1 : 0);
2589 }
2590
2591 /**
2592  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2593  * @cachep: The cache to shrink.
2594  *
2595  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2596  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2597  */
2598 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2599 {
2600         int ret;
2601         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2602
2603         get_online_cpus();
2604         mutex_lock(&slab_mutex);
2605         ret = __cache_shrink(cachep);
2606         mutex_unlock(&slab_mutex);
2607         put_online_cpus();
2608         return ret;
2609 }
2610 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2611
2612 /**
2613  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2614  * @cachep: the cache to destroy
2615  *
2616  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2617  *
2618  * It is expected this function will be called by a module when it is
2619  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2620  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2621  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2622  *
2623  * The cache must be empty before calling this function.
2624  *
2625  * The caller must guarantee that no one will allocate memory from the cache
2626  * during the kmem_cache_destroy().
2627  */
2628 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2629 {
2630         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2631
2632         /* Find the cache in the chain of caches. */
2633         get_online_cpus();
2634         mutex_lock(&slab_mutex);
2635         /*
2636          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2637          */
2638         list_del(&cachep->list);
2639         if (__cache_shrink(cachep)) {
2640                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2641                 list_add(&cachep->list, &slab_caches);
2642                 mutex_unlock(&slab_mutex);
2643                 put_online_cpus();
2644                 return;
2645         }
2646
2647         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2648                 rcu_barrier();
2649
2650         __kmem_cache_destroy(cachep);
2651         mutex_unlock(&slab_mutex);
2652         put_online_cpus();
2653 }
2654 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2655
2656 /*
2657  * Get the memory for a slab management obj.
2658  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2659  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2660  * come from the same cache which is getting created because,
2661  * when we are searching for an appropriate cache for these
2662  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2663  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2664  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2665  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2666  */
2667 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2668                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2669                                    int nodeid)
2670 {
2671         struct slab *slabp;
2672
2673         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2674                 /* Slab management obj is off-slab. */
2675                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2676                                               local_flags, nodeid);
2677                 /*
2678                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2679                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2680                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2681                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2682                  */
2683                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2684                                    local_flags);
2685                 if (!slabp)
2686                         return NULL;
2687         } else {
2688                 slabp = objp + colour_off;
2689                 colour_off += cachep->slab_size;
2690         }
2691         slabp->inuse = 0;
2692         slabp->colouroff = colour_off;
2693         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2694         slabp->nodeid = nodeid;
2695         slabp->free = 0;
2696         return slabp;
2697 }
2698
2699 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2700 {
2701         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2702 }
2703
2704 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2705                             struct slab *slabp)
2706 {
2707         int i;
2708
2709         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2710                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2711 #if DEBUG
2712                 /* need to poison the objs? */
2713                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2714                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2715                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2716                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2717
2718                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2719                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2720                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2721                 }
2722                 /*
2723                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2724                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2725                  * They must also be threaded.
2726                  */
2727                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2728                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2729
2730                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2731                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2732                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2733                                            " end of an object");
2734                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2735                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2736                                            " start of an object");
2737                 }
2738                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2739                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2740                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2741                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2742 #else
2743                 if (cachep->ctor)
2744                         cachep->ctor(objp);
2745 #endif
2746                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2747         }
2748         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2749 }
2750
2751 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2752 {
2753         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2754                 if (flags & GFP_DMA)
2755                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2756                 else
2757                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2758         }
2759 }
2760
2761 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2762                                 int nodeid)
2763 {
2764         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2765         kmem_bufctl_t next;
2766
2767         slabp->inuse++;
2768         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2769 #if DEBUG
2770         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2771         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2772 #endif
2773         slabp->free = next;
2774
2775         return objp;
2776 }
2777
2778 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2779                                 void *objp, int nodeid)
2780 {
2781         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2782
2783 #if DEBUG
2784         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2785         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2786
2787         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2788                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2789                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2790                 BUG();
2791         }
2792 #endif
2793         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2794         slabp->free = objnr;
2795         slabp->inuse--;
2796 }
2797
2798 /*
2799  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2800  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2801  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2802  */
2803 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2804                            void *addr)
2805 {
2806         int nr_pages;
2807         struct page *page;
2808
2809         page = virt_to_page(addr);
2810
2811         nr_pages = 1;
2812         if (likely(!PageCompound(page)))
2813                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2814
2815         do {
2816                 page->slab_cache = cache;
2817                 page->slab_page = slab;
2818                 page++;
2819         } while (--nr_pages);
2820 }
2821
2822 /*
2823  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2824  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2825  */
2826 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2827                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2828 {
2829         struct slab *slabp;
2830         size_t offset;
2831         gfp_t local_flags;
2832         struct kmem_list3 *l3;
2833
2834         /*
2835          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2836          * critical path in kmem_cache_alloc().
2837          */
2838         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2839         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2840
2841         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2842         check_irq_off();
2843         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2844         spin_lock(&l3->list_lock);
2845
2846         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2847         offset = l3->colour_next;
2848         l3->colour_next++;
2849         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2850                 l3->colour_next = 0;
2851         spin_unlock(&l3->list_lock);
2852
2853         offset *= cachep->colour_off;
2854
2855         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2856                 local_irq_enable();
2857
2858         /*
2859          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2860          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2861          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2862          * will eventually be caught here (where it matters).
2863          */
2864         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2865
2866         /*
2867          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2868          * 'nodeid'.
2869          */
2870         if (!objp)
2871                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2872         if (!objp)
2873                 goto failed;
2874
2875         /* Get slab management. */
2876         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2877                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2878         if (!slabp)
2879                 goto opps1;
2880
2881         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2882
2883         cache_init_objs(cachep, slabp);
2884
2885         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2886                 local_irq_disable();
2887         check_irq_off();
2888         spin_lock(&l3->list_lock);
2889
2890         /* Make slab active. */
2891         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2892         STATS_INC_GROWN(cachep);
2893         l3->free_objects += cachep->num;
2894         spin_unlock(&l3->list_lock);
2895         return 1;
2896 opps1:
2897         kmem_freepages(cachep, objp);
2898 failed:
2899         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2900                 local_irq_disable();
2901         return 0;
2902 }
2903
2904 #if DEBUG
2905
2906 /*
2907  * Perform extra freeing checks:
2908  * - detect bad pointers.
2909  * - POISON/RED_ZONE checking
2910  */
2911 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2912 {
2913         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2914                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2915                        (unsigned long)objp);
2916                 BUG();
2917         }
2918 }
2919
2920 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2921 {
2922         unsigned long long redzone1, redzone2;
2923
2924         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2925         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2926
2927         /*
2928          * Redzone is ok.
2929          */
2930         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2931                 return;
2932
2933         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2934                 slab_error(cache, "double free detected");
2935         else
2936                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2937
2938         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2939                         obj, redzone1, redzone2);
2940 }
2941
2942 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2943                                    void *caller)
2944 {
2945         struct page *page;
2946         unsigned int objnr;
2947         struct slab *slabp;
2948
2949         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2950
2951         objp -= obj_offset(cachep);
2952         kfree_debugcheck(objp);
2953         page = virt_to_head_page(objp);
2954
2955         slabp = page->slab_page;
2956
2957         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2958                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2959                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2960                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2961         }
2962         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2963                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2964
2965         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2966
2967         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2968         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2969
2970 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2971         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2972 #endif
2973         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2974 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2975                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2976                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2977                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2978                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2979                 } else {
2980                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2981                 }
2982 #else
2983                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2984 #endif
2985         }
2986         return objp;
2987 }
2988
2989 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2990 {
2991         kmem_bufctl_t i;
2992         int entries = 0;
2993
2994         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2995         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2996                 entries++;
2997                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2998                         goto bad;
2999         }
3000         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
3001 bad:
3002                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
3003                         "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Tainted(%s). Hexdump:\n",
3004                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse,
3005                         print_tainted());
3006                 print_hex_dump(KERN_ERR, "", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1, slabp,
3007                         sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t),
3008                         1);
3009                 BUG();
3010         }
3011 }
3012 #else
3013 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
3014 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
3015 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
3016 #endif
3017
3018 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3019 {
3020         int batchcount;
3021         struct kmem_list3 *l3;
3022         struct array_cache *ac;
3023         int node;
3024
3025 retry:
3026         check_irq_off();
3027         node = numa_mem_id();
3028         ac = cpu_cache_get(cachep);
3029         batchcount = ac->batchcount;
3030         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3031                 /*
3032                  * If there was little recent activity on this cache, then
3033                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3034                  * refill bouncing.
3035                  */
3036                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3037         }
3038         l3 = cachep->nodelists[node];
3039
3040         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3041         spin_lock(&l3->list_lock);
3042
3043         /* See if we can refill from the shared array */
3044         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount)) {
3045                 l3->shared->touched = 1;
3046                 goto alloc_done;
3047         }
3048
3049         while (batchcount > 0) {
3050                 struct list_head *entry;
3051                 struct slab *slabp;
3052                 /* Get slab alloc is to come from. */
3053                 entry = l3->slabs_partial.next;
3054                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3055                         l3->free_touched = 1;
3056                         entry = l3->slabs_free.next;
3057                         if (entry == &l3->slabs_free)
3058                                 goto must_grow;
3059                 }
3060
3061                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3062                 check_slabp(cachep, slabp);
3063                 check_spinlock_acquired(cachep);
3064
3065                 /*
3066                  * The slab was either on partial or free list so
3067                  * there must be at least one object available for
3068                  * allocation.
3069                  */
3070                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3071
3072                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3073                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3074                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3075                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3076
3077                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3078                                                             node);
3079                 }
3080                 check_slabp(cachep, slabp);
3081
3082                 /* move slabp to correct slabp list: */
3083                 list_del(&slabp->list);
3084                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3085                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3086                 else
3087                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3088         }
3089
3090 must_grow:
3091         l3->free_objects -= ac->avail;
3092 alloc_done:
3093         spin_unlock(&l3->list_lock);
3094
3095         if (unlikely(!ac->avail)) {
3096                 int x;
3097                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3098
3099                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3100                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3101                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3102                         return NULL;
3103
3104                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3105                         goto retry;
3106         }
3107         ac->touched = 1;
3108         return ac->entry[--ac->avail];
3109 }
3110
3111 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3112                                                 gfp_t flags)
3113 {
3114         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3115 #if DEBUG
3116         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3117 #endif
3118 }
3119
3120 #if DEBUG
3121 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3122                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3123 {
3124         if (!objp)
3125                 return objp;
3126         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3127 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3128                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3129                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3130                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
3131                 else
3132                         check_poison_obj(cachep, objp);
3133 #else
3134                 check_poison_obj(cachep, objp);
3135 #endif
3136                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3137         }
3138         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3139                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3140
3141         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3142                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3143                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3144                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3145                                                 " object was overwritten");
3146                         printk(KERN_ERR
3147                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3148                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3149                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3150                 }
3151                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3152                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3153         }
3154 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3155         {
3156                 struct slab *slabp;
3157                 unsigned objnr;
3158
3159                 slabp = virt_to_head_page(objp)->slab_page;
3160                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->size;
3161                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3162         }
3163 #endif
3164         objp += obj_offset(cachep);
3165         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3166                 cachep->ctor(objp);
3167         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3168             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3169                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3170                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3171         }
3172         return objp;
3173 }
3174 #else
3175 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3176 #endif
3177
3178 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3179 {
3180         if (cachep == &cache_cache)
3181                 return false;
3182
3183         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3184 }
3185
3186 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3187 {
3188         void *objp;
3189         struct array_cache *ac;
3190
3191         check_irq_off();
3192
3193         ac = cpu_cache_get(cachep);
3194         if (likely(ac->avail)) {
3195                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3196                 ac->touched = 1;
3197                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3198         } else {
3199                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3200                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3201                 /*
3202                  * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3203                  * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3204                  */
3205                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3206         }
3207         /*
3208          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3209          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3210          * treat the array pointers as a reference to the object.
3211          */
3212         if (objp)
3213                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3214         return objp;
3215 }
3216
3217 #ifdef CONFIG_NUMA
3218 /*
3219  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3220  *
3221  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3222  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3223  */
3224 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3225 {
3226         int nid_alloc, nid_here;
3227
3228         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3229                 return NULL;
3230         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3231         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3232                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3233         else if (current->mempolicy)
3234                 nid_alloc = slab_node();
3235         if (nid_alloc != nid_here)
3236                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3237         return NULL;
3238 }
3239
3240 /*
3241  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3242  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3243  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3244  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3245  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3246  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3247  */
3248 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3249 {
3250         struct zonelist *zonelist;
3251         gfp_t local_flags;
3252         struct zoneref *z;
3253         struct zone *zone;
3254         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3255         void *obj = NULL;
3256         int nid;
3257         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3258
3259         if (flags & __GFP_THISNODE)
3260                 return NULL;
3261
3262         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3263
3264 retry_cpuset:
3265         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3266         zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
3267
3268 retry:
3269         /*
3270          * Look through allowed nodes for objects available
3271          * from existing per node queues.
3272          */
3273         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3274                 nid = zone_to_nid(zone);
3275
3276                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3277                         cache->nodelists[nid] &&
3278                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3279                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3280                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3281                                 if (obj)
3282                                         break;
3283                 }
3284         }
3285
3286         if (!obj) {
3287                 /*
3288                  * This allocation will be performed within the constraints
3289                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3290                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3291                  * set and go into memory reserves if necessary.
3292                  */
3293                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3294                         local_irq_enable();
3295                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3296                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3297                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3298                         local_irq_disable();
3299                 if (obj) {
3300                         /*
3301                          * Insert into the appropriate per node queues
3302                          */
3303                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3304                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3305                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3306                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3307                                 if (!obj)
3308                                         /*
3309                                          * Another processor may allocate the
3310                                          * objects in the slab since we are
3311                                          * not holding any locks.
3312                                          */
3313                                         goto retry;
3314                         } else {
3315                                 /* cache_grow already freed obj */
3316                                 obj = NULL;
3317                         }
3318                 }
3319         }
3320
3321         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !obj))
3322                 goto retry_cpuset;
3323         return obj;
3324 }
3325
3326 /*
3327  * A interface to enable slab creation on nodeid
3328  */
3329 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3330                                 int nodeid)
3331 {
3332         struct list_head *entry;
3333         struct slab *slabp;
3334         struct kmem_list3 *l3;
3335         void *obj;
3336         int x;
3337
3338         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3339         BUG_ON(!l3);
3340
3341 retry:
3342         check_irq_off();
3343         spin_lock(&l3->list_lock);
3344         entry = l3->slabs_partial.next;
3345         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3346                 l3->free_touched = 1;
3347                 entry = l3->slabs_free.next;
3348                 if (entry == &l3->slabs_free)
3349                         goto must_grow;
3350         }
3351
3352         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3353         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3354         check_slabp(cachep, slabp);
3355
3356         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3357         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3358         STATS_SET_HIGH(cachep);
3359
3360         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3361
3362         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3363         check_slabp(cachep, slabp);
3364         l3->free_objects--;
3365         /* move slabp to correct slabp list: */
3366         list_del(&slabp->list);
3367
3368         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3369                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3370         else
3371                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3372
3373         spin_unlock(&l3->list_lock);
3374         goto done;
3375
3376 must_grow:
3377         spin_unlock(&l3->list_lock);
3378         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3379         if (x)
3380                 goto retry;
3381
3382         return fallback_alloc(cachep, flags);
3383
3384 done:
3385         return obj;
3386 }
3387
3388 /**
3389  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3390  * @cachep: The cache to allocate from.
3391  * @flags: See kmalloc().
3392  * @nodeid: node number of the target node.
3393  * @caller: return address of caller, used for debug information
3394  *
3395  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3396  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3397  *
3398  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3399  */
3400 static __always_inline void *
3401 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3402                    void *caller)
3403 {
3404         unsigned long save_flags;
3405         void *ptr;
3406         int slab_node = numa_mem_id();
3407
3408         flags &= gfp_allowed_mask;
3409
3410         lockdep_trace_alloc(flags);
3411
3412         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3413                 return NULL;
3414
3415         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3416         local_irq_save(save_flags);
3417
3418         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3419                 nodeid = slab_node;
3420
3421         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3422                 /* Node not bootstrapped yet */
3423                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3424                 goto out;
3425         }
3426
3427         if (nodeid == slab_node) {
3428                 /*
3429                  * Use the locally cached objects if possible.
3430                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3431                  * to other nodes. It may fail while we still have
3432                  * objects on other nodes available.
3433                  */
3434                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3435                 if (ptr)
3436                         goto out;
3437         }
3438         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3439         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3440   out:
3441         local_irq_restore(save_flags);
3442         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3443         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3444                                  flags);
3445
3446         if (likely(ptr))
3447                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3448
3449         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3450                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3451
3452         return ptr;
3453 }
3454
3455 static __always_inline void *
3456 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3457 {
3458         void *objp;
3459
3460         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3461                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3462                 if (objp)
3463                         goto out;
3464         }
3465         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3466
3467         /*
3468          * We may just have run out of memory on the local node.
3469          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3470          */
3471         if (!objp)
3472                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3473
3474   out:
3475         return objp;
3476 }
3477 #else
3478
3479 static __always_inline void *
3480 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3481 {
3482         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3483 }
3484
3485 #endif /* CONFIG_NUMA */
3486
3487 static __always_inline void *
3488 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3489 {
3490         unsigned long save_flags;
3491         void *objp;
3492
3493         flags &= gfp_allowed_mask;
3494
3495         lockdep_trace_alloc(flags);
3496
3497         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3498                 return NULL;
3499
3500         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3501         local_irq_save(save_flags);
3502         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3503         local_irq_restore(save_flags);
3504         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3505         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3506                                  flags);
3507         prefetchw(objp);
3508
3509         if (likely(objp))
3510                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3511
3512         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3513                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3514
3515         return objp;
3516 }
3517
3518 /*
3519  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3520  */
3521 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3522                        int node)
3523 {
3524         int i;
3525         struct kmem_list3 *l3;
3526
3527         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3528                 void *objp = objpp[i];
3529                 struct slab *slabp;
3530
3531                 slabp = virt_to_slab(objp);
3532                 l3 = cachep->nodelists[node];
3533                 list_del(&slabp->list);
3534                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3535                 check_slabp(cachep, slabp);
3536                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3537                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3538                 l3->free_objects++;
3539                 check_slabp(cachep, slabp);
3540
3541                 /* fixup slab chains */
3542                 if (slabp->inuse == 0) {
3543                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3544                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3545                                 /* No need to drop any previously held
3546                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3547                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3548                                  * a different cache, refer to comments before
3549                                  * alloc_slabmgmt.
3550                                  */
3551                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3552                         } else {
3553                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3554                         }
3555                 } else {
3556                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3557                          * partial list on free - maximum time for the
3558                          * other objects to be freed, too.
3559                          */
3560                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3561                 }
3562         }
3563 }
3564
3565 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3566 {
3567         int batchcount;
3568         struct kmem_list3 *l3;
3569         int node = numa_mem_id();
3570
3571         batchcount = ac->batchcount;
3572 #if DEBUG
3573         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3574 #endif
3575         check_irq_off();
3576         l3 = cachep->nodelists[node];
3577         spin_lock(&l3->list_lock);
3578         if (l3->shared) {
3579                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3580                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3581                 if (max) {
3582                         if (batchcount > max)
3583                                 batchcount = max;
3584                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3585                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3586                         shared_array->avail += batchcount;
3587                         goto free_done;
3588                 }
3589         }
3590
3591         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3592 free_done:
3593 #if STATS
3594         {
3595                 int i = 0;
3596                 struct list_head *p;
3597
3598                 p = l3->slabs_free.next;
3599                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3600                         struct slab *slabp;
3601
3602                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3603                         BUG_ON(slabp->inuse);
3604
3605                         i++;
3606                         p = p->next;
3607                 }
3608                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3609         }
3610 #endif
3611         spin_unlock(&l3->list_lock);
3612         ac->avail -= batchcount;
3613         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3614 }
3615
3616 /*
3617  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3618  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3619  */
3620 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3621     void *caller)
3622 {
3623         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3624
3625         check_irq_off();
3626         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3627         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3628
3629         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3630
3631         /*
3632          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3633          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3634          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3635          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3636          * the cache.
3637          */
3638         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3639                 return;
3640
3641         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3642                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3643         } else {
3644                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3645                 cache_flusharray(cachep, ac);
3646         }
3647
3648         ac->entry[ac->avail++] = objp;
3649 }
3650
3651 /**
3652  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3653  * @cachep: The cache to allocate from.
3654  * @flags: See kmalloc().
3655  *
3656  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3657  * if the cache has no available objects.
3658  */
3659 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3660 {
3661         void *ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3662
3663         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3664                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3665
3666         return ret;
3667 }
3668 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3669
3670 #ifdef CONFIG_TRACING
3671 void *
3672 kmem_cache_alloc_trace(size_t size, struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3673 {
3674         void *ret;
3675
3676         ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3677
3678         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3679                       size, slab_buffer_size(cachep), flags);
3680         return ret;
3681 }
3682 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3683 #endif
3684
3685 #ifdef CONFIG_NUMA
3686 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3687 {
3688         void *ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3689                                        __builtin_return_address(0));
3690
3691         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3692                                     cachep->object_size, cachep->size,
3693                                     flags, nodeid);
3694
3695         return ret;
3696 }
3697 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3698
3699 #ifdef CONFIG_TRACING
3700 void *kmem_cache_alloc_node_trace(size_t size,
3701                                   struct kmem_cache *cachep,
3702                                   gfp_t flags,
3703                                   int nodeid)
3704 {
3705         void *ret;
3706
3707         ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3708                                   __builtin_return_address(0));
3709         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3710                            size, slab_buffer_size(cachep),
3711                            flags, nodeid);
3712         return ret;
3713 }
3714 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3715 #endif
3716
3717 static __always_inline void *
3718 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3719 {
3720         struct kmem_cache *cachep;
3721
3722         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3723         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3724                 return cachep;
3725         return kmem_cache_alloc_node_trace(size, cachep, flags, node);
3726 }
3727
3728 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3729 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3730 {
3731         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3732                         __builtin_return_address(0));
3733 }
3734 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3735
3736 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3737                 int node, unsigned long caller)
3738 {
3739         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, (void *)caller);
3740 }
3741 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3742 #else
3743 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3744 {
3745         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3746 }
3747 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3748 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3749 #endif /* CONFIG_NUMA */
3750
3751 /**
3752  * __do_kmalloc - allocate memory
3753  * @size: how many bytes of memory are required.
3754  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3755  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3756  */
3757 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3758                                           void *caller)
3759 {
3760         struct kmem_cache *cachep;
3761         void *ret;
3762
3763         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3764          * __ with kmem_.
3765          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3766          * functions.
3767          */
3768         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3769         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3770                 return cachep;
3771         ret = __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3772
3773         trace_kmalloc((unsigned long) caller, ret,
3774                       size, cachep->size, flags);
3775
3776         return ret;
3777 }
3778
3779
3780 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3781 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3782 {
3783         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3784 }
3785 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3786
3787 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3788 {
3789         return __do_kmalloc(size, flags, (void *)caller);
3790 }
3791 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3792
3793 #else
3794 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3795 {
3796         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3797 }
3798 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3799 #endif
3800
3801 /**
3802  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3803  * @cachep: The cache the allocation was from.
3804  * @objp: The previously allocated object.
3805  *
3806  * Free an object which was previously allocated from this
3807  * cache.
3808  */
3809 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3810 {
3811         unsigned long flags;
3812
3813         local_irq_save(flags);
3814         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3815         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3816                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3817         __cache_free(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3818         local_irq_restore(flags);
3819
3820         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3821 }
3822 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3823
3824 /**
3825  * kfree - free previously allocated memory
3826  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3827  *
3828  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3829  *
3830  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3831  * or you will run into trouble.
3832  */
3833 void kfree(const void *objp)
3834 {
3835         struct kmem_cache *c;
3836         unsigned long flags;
3837
3838         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3839
3840         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3841                 return;
3842         local_irq_save(flags);
3843         kfree_debugcheck(objp);
3844         c = virt_to_cache(objp);
3845         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3846
3847         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3848         __cache_free(c, (void *)objp, __builtin_return_address(0));
3849         local_irq_restore(flags);
3850 }
3851 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3852
3853 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3854 {
3855         return cachep->object_size;
3856 }
3857 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3858
3859 /*
3860  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3861  */
3862 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3863 {
3864         int node;
3865         struct kmem_list3 *l3;
3866         struct array_cache *new_shared;
3867         struct array_cache **new_alien = NULL;
3868
3869         for_each_online_node(node) {
3870
3871                 if (use_alien_caches) {
3872                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3873                         if (!new_alien)
3874                                 goto fail;
3875                 }
3876
3877                 new_shared = NULL;
3878                 if (cachep->shared) {
3879                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3880                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3881                                         0xbaadf00d, gfp);
3882                         if (!new_shared) {
3883                                 free_alien_cache(new_alien);
3884                                 goto fail;
3885                         }
3886                 }
3887
3888                 l3 = cachep->nodelists[node];
3889                 if (l3) {
3890                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3891
3892                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3893
3894                         if (shared)
3895                                 free_block(cachep, shared->entry,
3896                                                 shared->avail, node);
3897
3898                         l3->shared = new_shared;
3899                         if (!l3->alien) {
3900                                 l3->alien = new_alien;
3901                                 new_alien = NULL;
3902                         }
3903                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3904                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3905                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3906                         kfree(shared);
3907                         free_alien_cache(new_alien);
3908                         continue;
3909                 }
3910                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), gfp, node);
3911                 if (!l3) {
3912                         free_alien_cache(new_alien);
3913                         kfree(new_shared);
3914                         goto fail;
3915                 }
3916
3917                 kmem_list3_init(l3);
3918                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3919                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3920                 l3->shared = new_shared;
3921                 l3->alien = new_alien;
3922                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3923                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3924                 cachep->nodelists[node] = l3;
3925         }
3926         return 0;
3927
3928 fail:
3929         if (!cachep->list.next) {
3930                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3931                 node--;
3932                 while (node >= 0) {
3933                         if (cachep->nodelists[node]) {
3934                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3935
3936                                 kfree(l3->shared);
3937                                 free_alien_cache(l3->alien);
3938                                 kfree(l3);
3939                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3940                         }
3941                         node--;
3942                 }
3943         }
3944         return -ENOMEM;
3945 }
3946
3947 struct ccupdate_struct {
3948         struct kmem_cache *cachep;
3949         struct array_cache *new[0];
3950 };
3951
3952 static void do_ccupdate_local(void *info)
3953 {
3954         struct ccupdate_struct *new = info;
3955         struct array_cache *old;
3956
3957         check_irq_off();
3958         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3959
3960         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3961         new->new[smp_processor_id()] = old;
3962 }
3963
3964 /* Always called with the slab_mutex held */
3965 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3966                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3967 {
3968         struct ccupdate_struct *new;
3969         int i;
3970
3971         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
3972                       gfp);
3973         if (!new)
3974                 return -ENOMEM;
3975
3976         for_each_online_cpu(i) {
3977                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
3978                                                 batchcount, gfp);
3979                 if (!new->new[i]) {
3980                         for (i--; i >= 0; i--)
3981                                 kfree(new->new[i]);
3982                         kfree(new);
3983                         return -ENOMEM;
3984                 }
3985         }
3986         new->cachep = cachep;
3987
3988         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3989
3990         check_irq_on();
3991         cachep->batchcount = batchcount;
3992         cachep->limit = limit;
3993         cachep->shared = shared;
3994
3995         for_each_online_cpu(i) {
3996                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3997                 if (!ccold)
3998                         continue;
3999                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
4000                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
4001                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
4002                 kfree(ccold);
4003         }
4004         kfree(new);
4005         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
4006 }
4007
4008 /* Called with slab_mutex held always */
4009 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
4010 {
4011         int err;
4012         int limit, shared;
4013
4014         /*
4015          * The head array serves three purposes:
4016          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4017          * - reduce the number of spinlock operations.
4018          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4019          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4020          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4021          * Bonwick.
4022          */
4023         if (cachep->size > 131072)
4024                 limit = 1;
4025         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
4026                 limit = 8;
4027         else if (cachep->size > 1024)
4028                 limit = 24;
4029         else if (cachep->size > 256)
4030                 limit = 54;
4031         else
4032                 limit = 120;
4033
4034         /*
4035          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4036          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4037          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4038          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4039          * replaces Bonwick's magazine layer.
4040          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4041          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4042          */
4043         shared = 0;
4044         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4045                 shared = 8;
4046
4047 #if DEBUG
4048         /*
4049          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4050          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4051          */
4052         if (limit > 32)
4053                 limit = 32;
4054 #endif
4055         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared, gfp);
4056         if (err)
4057                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4058                        cachep->name, -err);
4059         return err;
4060 }
4061
4062 /*
4063  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4064  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4065  * if drain_array() is used on the shared array.
4066  */
4067 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4068                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4069 {
4070         int tofree;
4071
4072         if (!ac || !ac->avail)
4073                 return;
4074         if (ac->touched && !force) {
4075                 ac->touched = 0;
4076         } else {
4077                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4078                 if (ac->avail) {
4079                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4080                         if (tofree > ac->avail)
4081                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4082                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4083                         ac->avail -= tofree;
4084                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4085                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4086                 }
4087                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4088         }
4089 }
4090
4091 /**
4092  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4093  * @w: work descriptor
4094  *
4095  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4096  * Purpose:
4097  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4098  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4099  *
4100  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4101  * again on the next iteration.
4102  */
4103 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4104 {
4105         struct kmem_cache *searchp;
4106         struct kmem_list3 *l3;
4107         int node = numa_mem_id();
4108         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4109
4110         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4111                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4112                 goto out;
4113
4114         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4115                 check_irq_on();
4116
4117                 /*
4118                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4119                  * have established with reasonable certainty that
4120                  * we can do some work if the lock was obtained.
4121                  */
4122                 l3 = searchp->nodelists[node];
4123
4124                 reap_alien(searchp, l3);
4125
4126                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4127
4128                 /*
4129                  * These are racy checks but it does not matter
4130                  * if we skip one check or scan twice.
4131                  */
4132                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4133                         goto next;
4134
4135                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4136
4137                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4138
4139                 if (l3->free_touched)
4140                         l3->free_touched = 0;
4141                 else {
4142                         int freed;
4143
4144                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4145                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4146                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4147                 }
4148 next:
4149                 cond_resched();
4150         }
4151         check_irq_on();
4152         mutex_unlock(&slab_mutex);
4153         next_reap_node();
4154 out:
4155         /* Set up the next iteration */
4156         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4157 }
4158
4159 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4160
4161 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4162 {
4163         /*
4164          * Output format version, so at least we can change it
4165          * without _too_ many complaints.
4166          */
4167 #if STATS
4168         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4169 #else
4170         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4171 #endif
4172         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4173                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4174         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4175         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4176 #if STATS
4177         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4178                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4179         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4180 #endif
4181         seq_putc(m, '\n');
4182 }
4183
4184 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4185 {
4186         loff_t n = *pos;
4187
4188         mutex_lock(&slab_mutex);
4189         if (!n)
4190                 print_slabinfo_header(m);
4191
4192         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4193 }
4194
4195 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4196 {
4197         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4198 }
4199
4200 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4201 {
4202         mutex_unlock(&slab_mutex);
4203 }
4204
4205 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4206 {
4207         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4208         struct slab *slabp;
4209         unsigned long active_objs;
4210         unsigned long num_objs;
4211         unsigned long active_slabs = 0;
4212         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4213         const char *name;
4214         char *error = NULL;
4215         int node;
4216         struct kmem_list3 *l3;
4217
4218         active_objs = 0;
4219         num_slabs = 0;
4220         for_each_online_node(node) {
4221                 l3 = cachep->nodelists[node];
4222                 if (!l3)
4223                         continue;
4224
4225                 check_irq_on();
4226                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4227
4228                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4229                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4230                                 error = "slabs_full accounting error";
4231                         active_objs += cachep->num;
4232                         active_slabs++;
4233                 }
4234                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4235                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4236                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4237                         if (!slabp->inuse && !error)
4238                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4239                         active_objs += slabp->inuse;
4240                         active_slabs++;
4241                 }
4242                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4243                         if (slabp->inuse && !error)
4244                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4245                         num_slabs++;
4246                 }
4247                 free_objects += l3->free_objects;
4248                 if (l3->shared)
4249                         shared_avail += l3->shared->avail;
4250
4251                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4252         }
4253         num_slabs += active_slabs;
4254         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4255         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4256                 error = "free_objects accounting error";
4257
4258         name = cachep->name;
4259         if (error)
4260                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4261
4262         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4263                    name, active_objs, num_objs, cachep->size,
4264                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4265         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4266                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4267         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4268                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4269 #if STATS
4270         {                       /* list3 stats */
4271                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4272                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4273                 unsigned long grown = cachep->grown;
4274                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4275                 unsigned long errors = cachep->errors;
4276                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4277                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4278                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4279                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4280
4281                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4282                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4283                            allocs, high, grown,
4284                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4285                            node_frees, overflows);
4286         }
4287         /* cpu stats */
4288         {
4289                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4290                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4291                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4292                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4293
4294                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4295                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4296         }
4297 #endif
4298         seq_putc(m, '\n');
4299         return 0;
4300 }
4301
4302 /*
4303  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4304  *
4305  * Output layout:
4306  * cache-name
4307  * num-active-objs
4308  * total-objs
4309  * object size
4310  * num-active-slabs
4311  * total-slabs
4312  * num-pages-per-slab
4313  * + further values on SMP and with statistics enabled
4314  */
4315
4316 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4317         .start = s_start,
4318         .next = s_next,
4319         .stop = s_stop,
4320         .show = s_show,
4321 };
4322
4323 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4324 /**
4325  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4326  * @file: unused
4327  * @buffer: user buffer
4328  * @count: data length
4329  * @ppos: unused
4330  */
4331 static ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4332                        size_t count, loff_t *ppos)
4333 {
4334         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4335         int limit, batchcount, shared, res;
4336         struct kmem_cache *cachep;
4337
4338         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4339                 return -EINVAL;
4340         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4341                 return -EFAULT;
4342         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4343
4344         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4345         if (!tmp)
4346                 return -EINVAL;
4347         *tmp = '\0';
4348         tmp++;
4349         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4350                 return -EINVAL;
4351
4352         /* Find the cache in the chain of caches. */
4353         mutex_lock(&slab_mutex);
4354         res = -EINVAL;
4355         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4356                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4357                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4358                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4359                                 res = 0;
4360                         } else {
4361                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4362                                                        batchcount, shared,
4363                                                        GFP_KERNEL);
4364                         }
4365                         break;
4366                 }
4367         }
4368         mutex_unlock(&slab_mutex);
4369         if (res >= 0)
4370                 res = count;
4371         return res;
4372 }
4373
4374 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4375 {
4376         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4377 }
4378
4379 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4380         .open           = slabinfo_open,
4381         .read           = seq_read,
4382         .write          = slabinfo_write,
4383         .llseek         = seq_lseek,
4384         .release        = seq_release,
4385 };
4386
4387 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4388
4389 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4390 {
4391         mutex_lock(&slab_mutex);
4392         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4393 }
4394
4395 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4396 {
4397         unsigned long *p;
4398         int l;
4399         if (!v)
4400                 return 1;
4401         l = n[1];
4402         p = n + 2;
4403         while (l) {
4404                 int i = l/2;
4405                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4406                 if (*q == v) {
4407                         q[1]++;
4408                         return 1;
4409                 }
4410                 if (*q > v) {
4411                         l = i;
4412                 } else {
4413                         p = q + 2;
4414                         l -= i + 1;
4415                 }
4416         }
4417         if (++n[1] == n[0])
4418                 return 0;
4419         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4420         p[0] = v;
4421         p[1] = 1;
4422         return 1;
4423 }
4424
4425 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4426 {
4427         void *p;
4428         int i;
4429         if (n[0] == n[1])
4430                 return;
4431         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4432                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4433                         continue;
4434                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4435                         return;
4436         }
4437 }
4438
4439 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4440 {
4441 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4442         unsigned long offset, size;
4443         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4444
4445         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4446                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4447                 if (modname[0])
4448                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4449                 return;
4450         }
4451 #endif
4452         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4453 }
4454
4455 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4456 {
4457         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4458         struct slab *slabp;
4459         struct kmem_list3 *l3;
4460         const char *name;
4461         unsigned long *n = m->private;
4462         int node;
4463         int i;
4464
4465         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4466                 return 0;
4467         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4468                 return 0;
4469
4470         /* OK, we can do it */
4471
4472         n[1] = 0;
4473
4474         for_each_online_node(node) {
4475                 l3 = cachep->nodelists[node];
4476                 if (!l3)
4477                         continue;
4478
4479                 check_irq_on();
4480                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4481
4482                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4483                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4484                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4485                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4486                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4487         }
4488         name = cachep->name;
4489         if (n[0] == n[1]) {
4490                 /* Increase the buffer size */
4491                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4492                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4493                 if (!m->private) {
4494                         /* Too bad, we are really out */
4495                         m->private = n;
4496                         mutex_lock(&slab_mutex);
4497                         return -ENOMEM;
4498                 }
4499                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4500                 kfree(n);
4501                 mutex_lock(&slab_mutex);
4502                 /* Now make sure this entry will be retried */
4503                 m->count = m->size;
4504                 return 0;
4505         }
4506         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4507                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4508                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4509                 seq_putc(m, '\n');
4510         }
4511
4512         return 0;
4513 }
4514
4515 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4516         .start = leaks_start,
4517         .next = s_next,
4518         .stop = s_stop,
4519         .show = leaks_show,
4520 };
4521
4522 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4523 {
4524         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4525         int ret = -ENOMEM;
4526         if (n) {
4527                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4528                 if (!ret) {
4529                         struct seq_file *m = file->private_data;
4530                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4531                         m->private = n;
4532                         n = NULL;
4533                 }
4534                 kfree(n);
4535         }
4536         return ret;
4537 }
4538
4539 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4540         .open           = slabstats_open,
4541         .read           = seq_read,
4542         .llseek         = seq_lseek,
4543         .release        = seq_release_private,
4544 };
4545 #endif
4546
4547 static int __init slab_proc_init(void)
4548 {
4549         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUSR,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4550 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4551         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4552 #endif
4553         return 0;
4554 }
4555 module_init(slab_proc_init);
4556 #endif
4557
4558 /**
4559  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4560  * @objp: Pointer to the object
4561  *
4562  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4563  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4564  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4565  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4566  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4567  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4568  * must not be freed during the duration of the call.
4569  */
4570 size_t ksize(const void *objp)
4571 {
4572         BUG_ON(!objp);
4573         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4574                 return 0;
4575
4576         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4577 }
4578 EXPORT_SYMBOL(ksize);