]> git.proxmox.com Git - mirror_spl-debian.git/blobdiff - module/spl/spl-kmem.c
New upstream version 0.7.2
[mirror_spl-debian.git] / module / spl / spl-kmem.c
old mode 100644 (file)
new mode 100755 (executable)
index a68f8ef..41bec75
 /*
- *  This file is part of the SPL: Solaris Porting Layer.
- *
- *  Copyright (c) 2008 Lawrence Livermore National Security, LLC.
- *  Produced at Lawrence Livermore National Laboratory
- *  Written by:
- *          Brian Behlendorf <behlendorf1@llnl.gov>,
- *          Herb Wartens <wartens2@llnl.gov>,
- *          Jim Garlick <garlick@llnl.gov>
+ *  Copyright (C) 2007-2010 Lawrence Livermore National Security, LLC.
+ *  Copyright (C) 2007 The Regents of the University of California.
+ *  Produced at Lawrence Livermore National Laboratory (cf, DISCLAIMER).
+ *  Written by Brian Behlendorf <behlendorf1@llnl.gov>.
  *  UCRL-CODE-235197
  *
- *  This is free software; you can redistribute it and/or modify it
- *  under the terms of the GNU General Public License as published by
- *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
- *  (at your option) any later version.
+ *  This file is part of the SPL, Solaris Porting Layer.
+ *  For details, see <http://zfsonlinux.org/>.
+ *
+ *  The SPL is free software; you can redistribute it and/or modify it
+ *  under the terms of the GNU General Public License as published by the
+ *  Free Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your
+ *  option) any later version.
  *
- *  This is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
+ *  The SPL is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  *  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  *  FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
  *  for more details.
  *
  *  You should have received a copy of the GNU General Public License along
- *  with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
- *  51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
+ *  with the SPL.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  */
 
+#include <sys/debug.h>
+#include <sys/sysmacros.h>
 #include <sys/kmem.h>
-
-#ifdef DEBUG_SUBSYSTEM
-# undef DEBUG_SUBSYSTEM
-#endif
-
-#define DEBUG_SUBSYSTEM S_KMEM
+#include <sys/vmem.h>
+#include <linux/mm.h>
+#include <linux/ratelimit.h>
 
 /*
- * Memory allocation interfaces and debugging for basic kmem_*
- * and vmem_* style memory allocation.  When DEBUG_KMEM is enable
- * all allocations will be tracked when they are allocated and
- * freed.  When the SPL module is unload a list of all leaked
- * addresses and where they were allocated will be dumped to the
- * console.  Enabling this feature has a significant impant on
- * performance but it makes finding memory leaks staight forward.
- */
-#ifdef DEBUG_KMEM
-/* Shim layer memory accounting */
-atomic64_t kmem_alloc_used = ATOMIC64_INIT(0);
-unsigned long long kmem_alloc_max = 0;
-atomic64_t vmem_alloc_used = ATOMIC64_INIT(0);
-unsigned long long vmem_alloc_max = 0;
-int kmem_warning_flag = 1;
-
-EXPORT_SYMBOL(kmem_alloc_used);
-EXPORT_SYMBOL(kmem_alloc_max);
-EXPORT_SYMBOL(vmem_alloc_used);
-EXPORT_SYMBOL(vmem_alloc_max);
-EXPORT_SYMBOL(kmem_warning_flag);
-
-# ifdef DEBUG_KMEM_TRACKING
-
-/* XXX - Not to surprisingly with debugging enabled the xmem_locks are very
- * highly contended particularly on xfree().  If we want to run with this
- * detailed debugging enabled for anything other than debugging  we need to
- * minimize the contention by moving to a lock per xmem_table entry model.
+ * As a general rule kmem_alloc() allocations should be small, preferably
+ * just a few pages since they must by physically contiguous.  Therefore, a
+ * rate limited warning will be printed to the console for any kmem_alloc()
+ * which exceeds a reasonable threshold.
+ *
+ * The default warning threshold is set to sixteen pages but capped at 64K to
+ * accommodate systems using large pages.  This value was selected to be small
+ * enough to ensure the largest allocations are quickly noticed and fixed.
+ * But large enough to avoid logging any warnings when a allocation size is
+ * larger than optimal but not a serious concern.  Since this value is tunable,
+ * developers are encouraged to set it lower when testing so any new largish
+ * allocations are quickly caught.  These warnings may be disabled by setting
+ * the threshold to zero.
  */
-
-#  define KMEM_HASH_BITS          10
-#  define KMEM_TABLE_SIZE         (1 << KMEM_HASH_BITS)
-
-#  define VMEM_HASH_BITS          10
-#  define VMEM_TABLE_SIZE         (1 << VMEM_HASH_BITS)
-
-typedef struct kmem_debug {
-       struct hlist_node kd_hlist;     /* Hash node linkage */
-       struct list_head kd_list;       /* List of all allocations */
-       void *kd_addr;                  /* Allocation pointer */
-       size_t kd_size;                 /* Allocation size */
-       const char *kd_func;            /* Allocation function */
-       int kd_line;                    /* Allocation line */
-} kmem_debug_t;
-
-spinlock_t kmem_lock;
-struct hlist_head kmem_table[KMEM_TABLE_SIZE];
-struct list_head kmem_list;
-
-spinlock_t vmem_lock;
-struct hlist_head vmem_table[VMEM_TABLE_SIZE];
-struct list_head vmem_list;
-
-EXPORT_SYMBOL(kmem_lock);
-EXPORT_SYMBOL(kmem_table);
-EXPORT_SYMBOL(kmem_list);
-
-EXPORT_SYMBOL(vmem_lock);
-EXPORT_SYMBOL(vmem_table);
-EXPORT_SYMBOL(vmem_list);
-# endif
-
-int kmem_set_warning(int flag) { return (kmem_warning_flag = !!flag); }
-#else
-int kmem_set_warning(int flag) { return 0; }
-#endif
-EXPORT_SYMBOL(kmem_set_warning);
+unsigned int spl_kmem_alloc_warn = MIN(16 * PAGE_SIZE, 64 * 1024);
+module_param(spl_kmem_alloc_warn, uint, 0644);
+MODULE_PARM_DESC(spl_kmem_alloc_warn,
+       "Warning threshold in bytes for a kmem_alloc()");
+EXPORT_SYMBOL(spl_kmem_alloc_warn);
 
 /*
- * Slab allocation interfaces
- *
- * While the Linux slab implementation was inspired by the Solaris
- * implemenation I cannot use it to emulate the Solaris APIs.  I
- * require two features which are not provided by the Linux slab.
- *
- * 1) Constructors AND destructors.  Recent versions of the Linux
- *    kernel have removed support for destructors.  This is a deal
- *    breaker for the SPL which contains particularly expensive
- *    initializers for mutex's, condition variables, etc.  We also
- *    require a minimal level of cleanup for these data types unlike
- *    many Linux data type which do need to be explicitly destroyed.
- *
- * 2) Virtual address space backed slab.  Callers of the Solaris slab
- *    expect it to work well for both small are very large allocations.
- *    Because of memory fragmentation the Linux slab which is backed
- *    by kmalloc'ed memory performs very badly when confronted with
- *    large numbers of large allocations.  Basing the slab on the
- *    virtual address space removes the need for contigeous pages
- *    and greatly improve performance for large allocations.
- *
- * For these reasons, the SPL has its own slab implementation with
- * the needed features.  It is not as highly optimized as either the
- * Solaris or Linux slabs, but it should get me most of what is
- * needed until it can be optimized or obsoleted by another approach.
- *
- * One serious concern I do have about this method is the relatively
- * small virtual address space on 32bit arches.  This will seriously
- * constrain the size of the slab caches and their performance.
- *
- * XXX: Implement work requests to keep an eye on each cache and
- *      shrink them via spl_slab_reclaim() when they are wasting lots
- *      of space.  Currently this process is driven by the reapers.
- *
- * XXX: Improve the partial slab list by carefully maintaining a
- *      strict ordering of fullest to emptiest slabs based on
- *      the slab reference count.  This gaurentees the when freeing
- *      slabs back to the system we need only linearly traverse the
- *      last N slabs in the list to discover all the freeable slabs.
- *
- * XXX: NUMA awareness for optionally allocating memory close to a
- *      particular core.  This can be adventageous if you know the slab
- *      object will be short lived and primarily accessed from one core.
- *
- * XXX: Slab coloring may also yield performance improvements and would
- *      be desirable to implement.
+ * Large kmem_alloc() allocations will fail if they exceed KMALLOC_MAX_SIZE.
+ * Allocations which are marginally smaller than this limit may succeed but
+ * should still be avoided due to the expense of locating a contiguous range
+ * of free pages.  Therefore, a maximum kmem size with reasonable safely
+ * margin of 4x is set.  Kmem_alloc() allocations larger than this maximum
+ * will quickly fail.  Vmem_alloc() allocations less than or equal to this
+ * value will use kmalloc(), but shift to vmalloc() when exceeding this value.
  */
+unsigned int spl_kmem_alloc_max = (KMALLOC_MAX_SIZE >> 2);
+module_param(spl_kmem_alloc_max, uint, 0644);
+MODULE_PARM_DESC(spl_kmem_alloc_max,
+       "Maximum size in bytes for a kmem_alloc()");
+EXPORT_SYMBOL(spl_kmem_alloc_max);
 
-struct list_head spl_kmem_cache_list;   /* List of caches */
-struct rw_semaphore spl_kmem_cache_sem; /* Cache list lock */
-
-static int spl_cache_flush(spl_kmem_cache_t *skc,
-                           spl_kmem_magazine_t *skm, int flush);
-
-#ifdef HAVE_SET_SHRINKER
-static struct shrinker *spl_kmem_cache_shrinker;
-#else
-static int spl_kmem_cache_generic_shrinker(int nr_to_scan,
-                                           unsigned int gfp_mask);
-static struct shrinker spl_kmem_cache_shrinker = {
-       .shrink = spl_kmem_cache_generic_shrinker,
-       .seeks = KMC_DEFAULT_SEEKS,
-};
-#endif
-
-#ifdef DEBUG_KMEM
-# ifdef DEBUG_KMEM_TRACKING
-
-static kmem_debug_t *
-kmem_del_init(spinlock_t *lock, struct hlist_head *table, int bits,
-                void *addr)
+int
+kmem_debugging(void)
 {
-       struct hlist_head *head;
-       struct hlist_node *node;
-       struct kmem_debug *p;
-       unsigned long flags;
-       ENTRY;
-
-       spin_lock_irqsave(lock, flags);
-
-       head = &table[hash_ptr(addr, bits)];
-       hlist_for_each_entry_rcu(p, node, head, kd_hlist) {
-               if (p->kd_addr == addr) {
-                       hlist_del_init(&p->kd_hlist);
-                       list_del_init(&p->kd_list);
-                       spin_unlock_irqrestore(lock, flags);
-                       return p;
-               }
-       }
-
-       spin_unlock_irqrestore(lock, flags);
-
-       RETURN(NULL);
+       return (0);
 }
+EXPORT_SYMBOL(kmem_debugging);
 
-void *
-kmem_alloc_track(size_t size, int flags, const char *func, int line,
-    int node_alloc, int node)
+char *
+kmem_vasprintf(const char *fmt, va_list ap)
 {
-       void *ptr = NULL;
-       kmem_debug_t *dptr;
-       unsigned long irq_flags;
-       ENTRY;
-
-       dptr = (kmem_debug_t *) kmalloc(sizeof(kmem_debug_t),
-           flags & ~__GFP_ZERO);
-
-       if (dptr == NULL) {
-               CWARN("kmem_alloc(%ld, 0x%x) debug failed\n",
-                   sizeof(kmem_debug_t), flags);
-       } else {
-               /* Marked unlikely because we should never be doing this,
-                * we tolerate to up 2 pages but a single page is best.   */
-               if (unlikely((size) > (PAGE_SIZE * 2)) && kmem_warning_flag)
-                       CWARN("Large kmem_alloc(%llu, 0x%x) (%lld/%llu)\n",
-                           (unsigned long long) size, flags,
-                           atomic64_read(&kmem_alloc_used), kmem_alloc_max);
-
-               /* We use kstrdup() below because the string pointed to by
-                * __FUNCTION__ might not be available by the time we want
-                * to print it since the module might have been unloaded. */
-               dptr->kd_func = kstrdup(func, flags & ~__GFP_ZERO);
-               if (unlikely(dptr->kd_func == NULL)) {
-                       kfree(dptr);
-                       CWARN("kstrdup() failed in kmem_alloc(%llu, 0x%x) "
-                           "(%lld/%llu)\n", (unsigned long long) size, flags,
-                           atomic64_read(&kmem_alloc_used), kmem_alloc_max);
-                       goto out;
-               }
-
-               /* Use the correct allocator */
-               if (node_alloc) {
-                       ASSERT(!(flags & __GFP_ZERO));
-                       ptr = kmalloc_node(size, flags, node);
-               } else if (flags & __GFP_ZERO) {
-                       ptr = kzalloc(size, flags & ~__GFP_ZERO);
-               } else {
-                       ptr = kmalloc(size, flags);
-               }
+       va_list aq;
+       char *ptr;
 
-               if (unlikely(ptr == NULL)) {
-                       kfree(dptr->kd_func);
-                       kfree(dptr);
-                       CWARN("kmem_alloc(%llu, 0x%x) failed (%lld/%llu)\n",
-                           (unsigned long long) size, flags,
-                           atomic64_read(&kmem_alloc_used), kmem_alloc_max);
-                       goto out;
-               }
+       do {
+               va_copy(aq, ap);
+               ptr = kvasprintf(kmem_flags_convert(KM_SLEEP), fmt, aq);
+               va_end(aq);
+       } while (ptr == NULL);
 
-               atomic64_add(size, &kmem_alloc_used);
-               if (unlikely(atomic64_read(&kmem_alloc_used) >
-                   kmem_alloc_max))
-                       kmem_alloc_max =
-                           atomic64_read(&kmem_alloc_used);
-
-               INIT_HLIST_NODE(&dptr->kd_hlist);
-               INIT_LIST_HEAD(&dptr->kd_list);
-
-               dptr->kd_addr = ptr;
-               dptr->kd_size = size;
-               dptr->kd_line = line;
-
-               spin_lock_irqsave(&kmem_lock, irq_flags);
-               hlist_add_head_rcu(&dptr->kd_hlist,
-                   &kmem_table[hash_ptr(ptr, KMEM_HASH_BITS)]);
-               list_add_tail(&dptr->kd_list, &kmem_list);
-               spin_unlock_irqrestore(&kmem_lock, irq_flags);
-
-               CDEBUG_LIMIT(D_INFO, "kmem_alloc(%llu, 0x%x) = %p "
-                   "(%lld/%llu)\n", (unsigned long long) size, flags,
-                   ptr, atomic64_read(&kmem_alloc_used),
-                   kmem_alloc_max);
-       }
-out:
-       RETURN(ptr);
+       return (ptr);
 }
-EXPORT_SYMBOL(kmem_alloc_track);
+EXPORT_SYMBOL(kmem_vasprintf);
 
-void
-kmem_free_track(void *ptr, size_t size)
+char *
+kmem_asprintf(const char *fmt, ...)
 {
-       kmem_debug_t *dptr;
-       ENTRY;
-
-       ASSERTF(ptr || size > 0, "ptr: %p, size: %llu", ptr,
-           (unsigned long long) size);
-
-       dptr = kmem_del_init(&kmem_lock, kmem_table, KMEM_HASH_BITS, ptr);
-
-       ASSERT(dptr); /* Must exist in hash due to kmem_alloc() */
+       va_list ap;
+       char *ptr;
 
-       /* Size must match */
-       ASSERTF(dptr->kd_size == size, "kd_size (%llu) != size (%llu), "
-           "kd_func = %s, kd_line = %d\n", (unsigned long long) dptr->kd_size,
-           (unsigned long long) size, dptr->kd_func, dptr->kd_line);
-
-       atomic64_sub(size, &kmem_alloc_used);
-
-       CDEBUG_LIMIT(D_INFO, "kmem_free(%p, %llu) (%lld/%llu)\n", ptr,
-           (unsigned long long) size, atomic64_read(&kmem_alloc_used),
-           kmem_alloc_max);
-
-       kfree(dptr->kd_func);
-
-       memset(dptr, 0x5a, sizeof(kmem_debug_t));
-       kfree(dptr);
+       do {
+               va_start(ap, fmt);
+               ptr = kvasprintf(kmem_flags_convert(KM_SLEEP), fmt, ap);
+               va_end(ap);
+       } while (ptr == NULL);
 
-       memset(ptr, 0x5a, size);
-       kfree(ptr);
-
-       EXIT;
+       return (ptr);
 }
-EXPORT_SYMBOL(kmem_free_track);
-
-void *
-vmem_alloc_track(size_t size, int flags, const char *func, int line)
-{
-       void *ptr = NULL;
-       kmem_debug_t *dptr;
-       unsigned long irq_flags;
-       ENTRY;
-
-       ASSERT(flags & KM_SLEEP);
-
-       dptr = (kmem_debug_t *) kmalloc(sizeof(kmem_debug_t), flags);
-       if (dptr == NULL) {
-               CWARN("vmem_alloc(%ld, 0x%x) debug failed\n",
-                   sizeof(kmem_debug_t), flags);
-       } else {
-               /* We use kstrdup() below because the string pointed to by
-                * __FUNCTION__ might not be available by the time we want
-                * to print it, since the module might have been unloaded. */
-               dptr->kd_func = kstrdup(func, flags & ~__GFP_ZERO);
-               if (unlikely(dptr->kd_func == NULL)) {
-                       kfree(dptr);
-                       CWARN("kstrdup() failed in vmem_alloc(%llu, 0x%x) "
-                           "(%lld/%llu)\n", (unsigned long long) size, flags,
-                           atomic64_read(&vmem_alloc_used), vmem_alloc_max);
-                       goto out;
-               }
-
-               ptr = __vmalloc(size, (flags | __GFP_HIGHMEM) & ~__GFP_ZERO,
-                   PAGE_KERNEL);
-
-               if (unlikely(ptr == NULL)) {
-                       kfree(dptr->kd_func);
-                       kfree(dptr);
-                       CWARN("vmem_alloc(%llu, 0x%x) failed (%lld/%llu)\n",
-                           (unsigned long long) size, flags,
-                           atomic64_read(&vmem_alloc_used), vmem_alloc_max);
-                       goto out;
-               }
+EXPORT_SYMBOL(kmem_asprintf);
 
-               if (flags & __GFP_ZERO)
-                       memset(ptr, 0, size);
-
-               atomic64_add(size, &vmem_alloc_used);
-               if (unlikely(atomic64_read(&vmem_alloc_used) >
-                   vmem_alloc_max))
-                       vmem_alloc_max =
-                           atomic64_read(&vmem_alloc_used);
-
-               INIT_HLIST_NODE(&dptr->kd_hlist);
-               INIT_LIST_HEAD(&dptr->kd_list);
-
-               dptr->kd_addr = ptr;
-               dptr->kd_size = size;
-               dptr->kd_line = line;
-
-               spin_lock_irqsave(&vmem_lock, irq_flags);
-               hlist_add_head_rcu(&dptr->kd_hlist,
-                   &vmem_table[hash_ptr(ptr, VMEM_HASH_BITS)]);
-               list_add_tail(&dptr->kd_list, &vmem_list);
-               spin_unlock_irqrestore(&vmem_lock, irq_flags);
-
-               CDEBUG_LIMIT(D_INFO, "vmem_alloc(%llu, 0x%x) = %p "
-                   "(%lld/%llu)\n", (unsigned long long) size, flags,
-                   ptr, atomic64_read(&vmem_alloc_used),
-                   vmem_alloc_max);
-       }
-out:
-       RETURN(ptr);
-}
-EXPORT_SYMBOL(vmem_alloc_track);
-
-void
-vmem_free_track(void *ptr, size_t size)
-{
-       kmem_debug_t *dptr;
-       ENTRY;
-
-       ASSERTF(ptr || size > 0, "ptr: %p, size: %llu", ptr,
-           (unsigned long long) size);
-
-       dptr = kmem_del_init(&vmem_lock, vmem_table, VMEM_HASH_BITS, ptr);
-       ASSERT(dptr); /* Must exist in hash due to vmem_alloc() */
-
-       /* Size must match */
-       ASSERTF(dptr->kd_size == size, "kd_size (%llu) != size (%llu), "
-           "kd_func = %s, kd_line = %d\n", (unsigned long long) dptr->kd_size,
-           (unsigned long long) size, dptr->kd_func, dptr->kd_line);
-
-       atomic64_sub(size, &vmem_alloc_used);
-       CDEBUG_LIMIT(D_INFO, "vmem_free(%p, %llu) (%lld/%llu)\n", ptr,
-           (unsigned long long) size, atomic64_read(&vmem_alloc_used),
-           vmem_alloc_max);
-
-       kfree(dptr->kd_func);
-
-       memset(dptr, 0x5a, sizeof(kmem_debug_t));
-       kfree(dptr);
-
-       memset(ptr, 0x5a, size);
-       vfree(ptr);
-
-       EXIT;
-}
-EXPORT_SYMBOL(vmem_free_track);
-
-# else /* DEBUG_KMEM_TRACKING */
-
-void *
-kmem_alloc_debug(size_t size, int flags, const char *func, int line,
-    int node_alloc, int node)
-{
-       void *ptr;
-       ENTRY;
-
-       /* Marked unlikely because we should never be doing this,
-        * we tolerate to up 2 pages but a single page is best.   */
-       if (unlikely(size > (PAGE_SIZE * 2)) && kmem_warning_flag)
-               CWARN("Large kmem_alloc(%llu, 0x%x) (%lld/%llu)\n",
-                   (unsigned long long) size, flags,
-                   atomic64_read(&kmem_alloc_used), kmem_alloc_max);
-
-       /* Use the correct allocator */
-       if (node_alloc) {
-               ASSERT(!(flags & __GFP_ZERO));
-               ptr = kmalloc_node(size, flags, node);
-       } else if (flags & __GFP_ZERO) {
-               ptr = kzalloc(size, flags & (~__GFP_ZERO));
-       } else {
-               ptr = kmalloc(size, flags);
-       }
-
-       if (ptr == NULL) {
-               CWARN("kmem_alloc(%llu, 0x%x) failed (%lld/%llu)\n",
-                   (unsigned long long) size, flags,
-                   atomic64_read(&kmem_alloc_used), kmem_alloc_max);
-       } else {
-               atomic64_add(size, &kmem_alloc_used);
-               if (unlikely(atomic64_read(&kmem_alloc_used) > kmem_alloc_max))
-                       kmem_alloc_max = atomic64_read(&kmem_alloc_used);
-
-               CDEBUG_LIMIT(D_INFO, "kmem_alloc(%llu, 0x%x) = %p "
-                      "(%lld/%llu)\n", (unsigned long long) size, flags, ptr,
-                      atomic64_read(&kmem_alloc_used), kmem_alloc_max);
-       }
-       RETURN(ptr);
-}
-EXPORT_SYMBOL(kmem_alloc_debug);
-
-void
-kmem_free_debug(void *ptr, size_t size)
+static char *
+__strdup(const char *str, int flags)
 {
-       ENTRY;
-
-       ASSERTF(ptr || size > 0, "ptr: %p, size: %llu", ptr,
-           (unsigned long long) size);
+       char *ptr;
+       int n;
 
-       atomic64_sub(size, &kmem_alloc_used);
+       n = strlen(str);
+       ptr = kmalloc(n + 1, kmem_flags_convert(flags));
+       if (ptr)
+               memcpy(ptr, str, n + 1);
 
-       CDEBUG_LIMIT(D_INFO, "kmem_free(%p, %llu) (%lld/%llu)\n", ptr,
-           (unsigned long long) size, atomic64_read(&kmem_alloc_used),
-           kmem_alloc_max);
-
-       memset(ptr, 0x5a, size);
-       kfree(ptr);
-
-       EXIT;
+       return (ptr);
 }
-EXPORT_SYMBOL(kmem_free_debug);
 
-void *
-vmem_alloc_debug(size_t size, int flags, const char *func, int line)
+char *
+strdup(const char *str)
 {
-       void *ptr;
-       ENTRY;
-
-       ASSERT(flags & KM_SLEEP);
-
-       ptr = __vmalloc(size, (flags | __GFP_HIGHMEM) & ~__GFP_ZERO,
-           PAGE_KERNEL);
-       if (ptr == NULL) {
-               CWARN("vmem_alloc(%llu, 0x%x) failed (%lld/%llu)\n",
-                   (unsigned long long) size, flags,
-                   atomic64_read(&vmem_alloc_used), vmem_alloc_max);
-       } else {
-               if (flags & __GFP_ZERO)
-                       memset(ptr, 0, size);
-
-               atomic64_add(size, &vmem_alloc_used);
-
-               if (unlikely(atomic64_read(&vmem_alloc_used) > vmem_alloc_max))
-                       vmem_alloc_max = atomic64_read(&vmem_alloc_used);
-
-               CDEBUG_LIMIT(D_INFO, "vmem_alloc(%llu, 0x%x) = %p "
-                   "(%lld/%llu)\n", (unsigned long long) size, flags, ptr,
-                   atomic64_read(&vmem_alloc_used), vmem_alloc_max);
-       }
-
-       RETURN(ptr);
+       return (__strdup(str, KM_SLEEP));
 }
-EXPORT_SYMBOL(vmem_alloc_debug);
+EXPORT_SYMBOL(strdup);
 
 void
-vmem_free_debug(void *ptr, size_t size)
+strfree(char *str)
 {
-       ENTRY;
-
-       ASSERTF(ptr || size > 0, "ptr: %p, size: %llu", ptr,
-           (unsigned long long) size);
-
-       atomic64_sub(size, &vmem_alloc_used);
-
-       CDEBUG_LIMIT(D_INFO, "vmem_free(%p, %llu) (%lld/%llu)\n", ptr,
-           (unsigned long long) size, atomic64_read(&vmem_alloc_used),
-           vmem_alloc_max);
-
-       memset(ptr, 0x5a, size);
-       vfree(ptr);
-
-       EXIT;
+       kfree(str);
 }
-EXPORT_SYMBOL(vmem_free_debug);
+EXPORT_SYMBOL(strfree);
 
-# endif /* DEBUG_KMEM_TRACKING */
-#endif /* DEBUG_KMEM */
+/*
+ * Limit the number of large allocation stack traces dumped to not more than
+ * 5 every 60 seconds to prevent denial-of-service attacks from debug code.
+ */
+DEFINE_RATELIMIT_STATE(kmem_alloc_ratelimit_state, 60 * HZ, 5);
 
-static void *
-kv_alloc(spl_kmem_cache_t *skc, int size, int flags)
+/*
+ * General purpose unified implementation of kmem_alloc(). It is an
+ * amalgamation of Linux and Illumos allocator design. It should never be
+ * exported to ensure that code using kmem_alloc()/kmem_zalloc() remains
+ * relatively portable.  Consumers may only access this function through
+ * wrappers that enforce the common flags to ensure portability.
+ */
+inline void *
+spl_kmem_alloc_impl(size_t size, int flags, int node)
 {
+       gfp_t lflags = kmem_flags_convert(flags);
+       int use_vmem = 0;
        void *ptr;
 
-       if (skc->skc_flags & KMC_KMEM) {
-               if (size > (2 * PAGE_SIZE)) {
-                       ptr = (void *)__get_free_pages(flags, get_order(size));
-               } else
-                       ptr = kmem_alloc(size, flags);
-       } else {
-               ptr = vmem_alloc(size, flags);
-       }
-
-       return ptr;
-}
-
-static void
-kv_free(spl_kmem_cache_t *skc, void *ptr, int size)
-{
-       if (skc->skc_flags & KMC_KMEM) {
-               if (size > (2 * PAGE_SIZE))
-                       free_pages((unsigned long)ptr, get_order(size));
-               else
-                       kmem_free(ptr, size);
-       } else {
-               vmem_free(ptr, size);
+       /*
+        * Log abnormally large allocations and rate limit the console output.
+        * Allocations larger than spl_kmem_alloc_warn should be performed
+        * through the vmem_alloc()/vmem_zalloc() interfaces.
+        */
+       if ((spl_kmem_alloc_warn > 0) && (size > spl_kmem_alloc_warn) &&
+           !(flags & KM_VMEM) && __ratelimit(&kmem_alloc_ratelimit_state)) {
+               printk(KERN_WARNING
+                   "Large kmem_alloc(%lu, 0x%x), please file an issue at:\n"
+                   "https://github.com/zfsonlinux/zfs/issues/new\n",
+                   (unsigned long)size, flags);
+               dump_stack();
        }
-}
 
-/* It's important that we pack the spl_kmem_obj_t structure and the
- * actual objects in to one large address space to minimize the number
- * of calls to the allocator.  It is far better to do a few large
- * allocations and then subdivide it ourselves.  Now which allocator
- * we use requires balancing a few trade offs.
- *
- * For small objects we use kmem_alloc() because as long as you are
- * only requesting a small number of pages (ideally just one) its cheap.
- * However, when you start requesting multiple pages with kmem_alloc()
- * it gets increasingly expensive since it requires contigeous pages.
- * For this reason we shift to vmem_alloc() for slabs of large objects
- * which removes the need for contigeous pages.  We do not use
- * vmem_alloc() in all cases because there is significant locking
- * overhead in __get_vm_area_node().  This function takes a single
- * global lock when aquiring an available virtual address range which
- * serializes all vmem_alloc()'s for all slab caches.  Using slightly
- * different allocation functions for small and large objects should
- * give us the best of both worlds.
- *
- * KMC_ONSLAB                       KMC_OFFSLAB
- *
- * +------------------------+       +-----------------+
- * | spl_kmem_slab_t --+-+  |       | spl_kmem_slab_t |---+-+
- * | skc_obj_size    <-+ |  |       +-----------------+   | |
- * | spl_kmem_obj_t      |  |                             | |
- * | skc_obj_size    <---+  |       +-----------------+   | |
- * | spl_kmem_obj_t      |  |       | skc_obj_size    | <-+ |
- * | ...                 v  |       | spl_kmem_obj_t  |     |
- * +------------------------+       +-----------------+     v
- */
-static spl_kmem_slab_t *
-spl_slab_alloc(spl_kmem_cache_t *skc, int flags)
-{
-       spl_kmem_slab_t *sks;
-       spl_kmem_obj_t *sko, *n;
-       void *base, *obj;
-       int i, align, size, rc = 0;
-
-       base = kv_alloc(skc, skc->skc_slab_size, flags);
-       if (base == NULL)
-               RETURN(NULL);
-
-       sks = (spl_kmem_slab_t *)base;
-       sks->sks_magic = SKS_MAGIC;
-       sks->sks_objs = skc->skc_slab_objs;
-       sks->sks_age = jiffies;
-       sks->sks_cache = skc;
-       INIT_LIST_HEAD(&sks->sks_list);
-       INIT_LIST_HEAD(&sks->sks_free_list);
-       sks->sks_ref = 0;
-
-       align = skc->skc_obj_align;
-       size = P2ROUNDUP(skc->skc_obj_size, align) +
-              P2ROUNDUP(sizeof(spl_kmem_obj_t), align);
-
-       for (i = 0; i < sks->sks_objs; i++) {
-               if (skc->skc_flags & KMC_OFFSLAB) {
-                       obj = kv_alloc(skc, size, flags);
-                       if (!obj)
-                               GOTO(out, rc = -ENOMEM);
+       /*
+        * Use a loop because kmalloc_node() can fail when GFP_KERNEL is used
+        * unlike kmem_alloc() with KM_SLEEP on Illumos.
+        */
+       do {
+               /*
+                * Calling kmalloc_node() when the size >= spl_kmem_alloc_max
+                * is unsafe.  This must fail for all for kmem_alloc() and
+                * kmem_zalloc() callers.
+                *
+                * For vmem_alloc() and vmem_zalloc() callers it is permissible
+                * to use __vmalloc().  However, in general use of __vmalloc()
+                * is strongly discouraged because a global lock must be
+                * acquired.  Contention on this lock can significantly
+                * impact performance so frequently manipulating the virtual
+                * address space is strongly discouraged.
+                */
+               if ((size > spl_kmem_alloc_max) || use_vmem) {
+                       if (flags & KM_VMEM) {
+                               ptr = __vmalloc(size, lflags, PAGE_KERNEL);
+                       } else {
+                               return (NULL);
+                       }
                } else {
-                       obj = base +
-                             P2ROUNDUP(sizeof(spl_kmem_slab_t), align) +
-                             (i * size);
+                       ptr = kmalloc_node(size, lflags, node);
                }
 
-               sko = obj + P2ROUNDUP(skc->skc_obj_size, align);
-               sko->sko_addr = obj;
-               sko->sko_magic = SKO_MAGIC;
-               sko->sko_slab = sks;
-               INIT_LIST_HEAD(&sko->sko_list);
-               list_add_tail(&sko->sko_list, &sks->sks_free_list);
-       }
+               if (likely(ptr) || (flags & KM_NOSLEEP))
+                       return (ptr);
 
-       list_for_each_entry(sko, &sks->sks_free_list, sko_list)
-               if (skc->skc_ctor)
-                       skc->skc_ctor(sko->sko_addr, skc->skc_private, flags);
-out:
-       if (rc) {
-               if (skc->skc_flags & KMC_OFFSLAB)
-                       list_for_each_entry_safe(sko, n, &sks->sks_free_list,
-                                                sko_list)
-                               kv_free(skc, sko->sko_addr, size);
-
-               kv_free(skc, base, skc->skc_slab_size);
-               sks = NULL;
-       }
+               /*
+                * For vmem_alloc() and vmem_zalloc() callers retry immediately
+                * using __vmalloc() which is unlikely to fail.
+                */
+               if ((flags & KM_VMEM) && (use_vmem == 0))  {
+                       use_vmem = 1;
+                       continue;
+               }
 
-       RETURN(sks);
-}
+               if (unlikely(__ratelimit(&kmem_alloc_ratelimit_state))) {
+                       printk(KERN_WARNING
+                           "Possible memory allocation deadlock: "
+                           "size=%lu lflags=0x%x",
+                           (unsigned long)size, lflags);
+                       dump_stack();
+               }
 
-/* Removes slab from complete or partial list, so it must
- * be called with the 'skc->skc_lock' held.
- */
-static void
-spl_slab_free(spl_kmem_slab_t *sks) {
-       spl_kmem_cache_t *skc;
-       spl_kmem_obj_t *sko, *n;
-       int size;
-       ENTRY;
-
-       ASSERT(sks->sks_magic == SKS_MAGIC);
-       ASSERT(sks->sks_ref == 0);
-
-       skc = sks->sks_cache;
-       ASSERT(skc->skc_magic == SKC_MAGIC);
-       ASSERT(spin_is_locked(&skc->skc_lock));
-
-       skc->skc_obj_total -= sks->sks_objs;
-       skc->skc_slab_total--;
-       list_del(&sks->sks_list);
-       size = P2ROUNDUP(skc->skc_obj_size, skc->skc_obj_align) +
-              P2ROUNDUP(sizeof(spl_kmem_obj_t), skc->skc_obj_align);
-
-       /* Run destructors slab is being released */
-       list_for_each_entry_safe(sko, n, &sks->sks_free_list, sko_list) {
-               ASSERT(sko->sko_magic == SKO_MAGIC);
-
-               if (skc->skc_dtor)
-                       skc->skc_dtor(sko->sko_addr, skc->skc_private);
-
-               if (skc->skc_flags & KMC_OFFSLAB)
-                       kv_free(skc, sko->sko_addr, size);
-       }
+               /*
+                * Use cond_resched() instead of congestion_wait() to avoid
+                * deadlocking systems where there are no block devices.
+                */
+               cond_resched();
+       } while (1);
 
-       kv_free(skc, sks, skc->skc_slab_size);
-       EXIT;
+       return (NULL);
 }
 
-static int
-__spl_slab_reclaim(spl_kmem_cache_t *skc)
+inline void
+spl_kmem_free_impl(const void *buf, size_t size)
 {
-       spl_kmem_slab_t *sks, *m;
-       int rc = 0;
-       ENTRY;
-
-       ASSERT(spin_is_locked(&skc->skc_lock));
-       /*
-        * Free empty slabs which have not been touched in skc_delay
-        * seconds.  This delay time is important to avoid thrashing.
-        * Empty slabs will be at the end of the skc_partial_list.
-        */
-        list_for_each_entry_safe_reverse(sks, m, &skc->skc_partial_list,
-                                        sks_list) {
-               if (sks->sks_ref > 0)
-                      break;
-
-               if (time_after(jiffies, sks->sks_age + skc->skc_delay * HZ)) {
-                       spl_slab_free(sks);
-                       rc++;
-               }
-       }
-
-       /* Returns number of slabs reclaimed */
-       RETURN(rc);
+       if (is_vmalloc_addr(buf))
+               vfree(buf);
+       else
+               kfree(buf);
 }
 
-static int
-spl_slab_reclaim(spl_kmem_cache_t *skc)
-{
-       int rc;
-       ENTRY;
+/*
+ * Memory allocation and accounting for kmem_* * style allocations.  When
+ * DEBUG_KMEM is enabled the total memory allocated will be tracked and
+ * any memory leaked will be reported during module unload.
+ *
+ * ./configure --enable-debug-kmem
+ */
+#ifdef DEBUG_KMEM
 
-       spin_lock(&skc->skc_lock);
-       rc = __spl_slab_reclaim(skc);
-       spin_unlock(&skc->skc_lock);
+/* Shim layer memory accounting */
+#ifdef HAVE_ATOMIC64_T
+atomic64_t kmem_alloc_used = ATOMIC64_INIT(0);
+unsigned long long kmem_alloc_max = 0;
+#else  /* HAVE_ATOMIC64_T */
+atomic_t kmem_alloc_used = ATOMIC_INIT(0);
+unsigned long long kmem_alloc_max = 0;
+#endif /* HAVE_ATOMIC64_T */
 
-       RETURN(rc);
-}
+EXPORT_SYMBOL(kmem_alloc_used);
+EXPORT_SYMBOL(kmem_alloc_max);
 
-/* Size slabs properly to ensure they are not too large */
-static int
-spl_slab_size(spl_kmem_cache_t *skc, uint32_t *objs, uint32_t *size)
+inline void *
+spl_kmem_alloc_debug(size_t size, int flags, int node)
 {
-       int max = ((uint64_t)1 << (MAX_ORDER - 1)) * PAGE_SIZE;
-       int align = skc->skc_obj_align;
-
-       *objs = SPL_KMEM_CACHE_OBJ_PER_SLAB;
-
-       if (skc->skc_flags & KMC_OFFSLAB) {
-               *size = sizeof(spl_kmem_slab_t);
-       } else {
-resize:
-               *size = P2ROUNDUP(sizeof(spl_kmem_slab_t), align) +
-                       *objs * (P2ROUNDUP(skc->skc_obj_size, align) +
-                       P2ROUNDUP(sizeof(spl_kmem_obj_t), align));
-
-               if (*size > max)
-                       GOTO(resize, *objs = *objs - 1);
+       void *ptr;
 
-               ASSERT(*objs > 0);
+       ptr = spl_kmem_alloc_impl(size, flags, node);
+       if (ptr) {
+               kmem_alloc_used_add(size);
+               if (unlikely(kmem_alloc_used_read() > kmem_alloc_max))
+                       kmem_alloc_max = kmem_alloc_used_read();
        }
 
-       ASSERTF(*size <= max, "%d < %d\n", *size, max);
-       RETURN(0);
+       return (ptr);
 }
 
-static int
-spl_magazine_size(spl_kmem_cache_t *skc)
+inline void
+spl_kmem_free_debug(const void *ptr, size_t size)
 {
-       int size, align = skc->skc_obj_align;
-       ENTRY;
-
-       /* Guesses for reasonable magazine sizes, they
-        * should really adapt based on observed usage. */
-       if (P2ROUNDUP(skc->skc_obj_size, align) > (PAGE_SIZE * 256))
-               size = 4;
-       else if (P2ROUNDUP(skc->skc_obj_size, align) > (PAGE_SIZE * 32))
-               size = 16;
-       else if (P2ROUNDUP(skc->skc_obj_size, align) > (PAGE_SIZE))
-               size = 64;
-       else if (P2ROUNDUP(skc->skc_obj_size, align) > (PAGE_SIZE / 4))
-               size = 128;
-       else
-               size = 512;
-
-       RETURN(size);
+       kmem_alloc_used_sub(size);
+       spl_kmem_free_impl(ptr, size);
 }
 
-static spl_kmem_magazine_t *
-spl_magazine_alloc(spl_kmem_cache_t *skc, int node)
-{
-       spl_kmem_magazine_t *skm;
-       int size = sizeof(spl_kmem_magazine_t) +
-                  sizeof(void *) * skc->skc_mag_size;
-       ENTRY;
-
-       skm = kmem_alloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
-       if (skm) {
-               skm->skm_magic = SKM_MAGIC;
-               skm->skm_avail = 0;
-               skm->skm_size = skc->skc_mag_size;
-               skm->skm_refill = skc->skc_mag_refill;
-               if (!(skc->skc_flags & KMC_NOTOUCH))
-                       skm->skm_age = jiffies;
-       }
+/*
+ * When DEBUG_KMEM_TRACKING is enabled not only will total bytes be tracked
+ * but also the location of every alloc and free.  When the SPL module is
+ * unloaded a list of all leaked addresses and where they were allocated
+ * will be dumped to the console.  Enabling this feature has a significant
+ * impact on performance but it makes finding memory leaks straight forward.
+ *
+ * Not surprisingly with debugging enabled the xmem_locks are very highly
+ * contended particularly on xfree().  If we want to run with this detailed
+ * debugging enabled for anything other than debugging  we need to minimize
+ * the contention by moving to a lock per xmem_table entry model.
+ *
+ * ./configure --enable-debug-kmem-tracking
+ */
+#ifdef DEBUG_KMEM_TRACKING
 
-       RETURN(skm);
-}
+#include <linux/hash.h>
+#include <linux/ctype.h>
 
-static void
-spl_magazine_free(spl_kmem_magazine_t *skm)
-{
-       int size = sizeof(spl_kmem_magazine_t) +
-                  sizeof(void *) * skm->skm_size;
+#define        KMEM_HASH_BITS          10
+#define        KMEM_TABLE_SIZE         (1 << KMEM_HASH_BITS)
 
-       ENTRY;
-       ASSERT(skm->skm_magic == SKM_MAGIC);
-       ASSERT(skm->skm_avail == 0);
+typedef struct kmem_debug {
+       struct hlist_node kd_hlist;     /* Hash node linkage */
+       struct list_head kd_list;       /* List of all allocations */
+       void *kd_addr;                  /* Allocation pointer */
+       size_t kd_size;                 /* Allocation size */
+       const char *kd_func;            /* Allocation function */
+       int kd_line;                    /* Allocation line */
+} kmem_debug_t;
 
-       kmem_free(skm, size);
-       EXIT;
-}
+static spinlock_t kmem_lock;
+static struct hlist_head kmem_table[KMEM_TABLE_SIZE];
+static struct list_head kmem_list;
 
-static int
-spl_magazine_create(spl_kmem_cache_t *skc)
+static kmem_debug_t *
+kmem_del_init(spinlock_t *lock, struct hlist_head *table,
+    int bits, const void *addr)
 {
-       int i;
-       ENTRY;
-
-       skc->skc_mag_size = spl_magazine_size(skc);
-       skc->skc_mag_refill = (skc->skc_mag_size + 1)  / 2;
+       struct hlist_head *head;
+       struct hlist_node *node;
+       struct kmem_debug *p;
+       unsigned long flags;
 
-       for_each_online_cpu(i) {
-               skc->skc_mag[i] = spl_magazine_alloc(skc, cpu_to_node(i));
-               if (!skc->skc_mag[i]) {
-                       for (i--; i >= 0; i--)
-                               spl_magazine_free(skc->skc_mag[i]);
+       spin_lock_irqsave(lock, flags);
 
-                       RETURN(-ENOMEM);
+       head = &table[hash_ptr((void *)addr, bits)];
+       hlist_for_each(node, head) {
+               p = list_entry(node, struct kmem_debug, kd_hlist);
+               if (p->kd_addr == addr) {
+                       hlist_del_init(&p->kd_hlist);
+                       list_del_init(&p->kd_list);
+                       spin_unlock_irqrestore(lock, flags);
+                       return (p);
                }
        }
 
-       RETURN(0);
-}
-
-static void
-spl_magazine_destroy(spl_kmem_cache_t *skc)
-{
-        spl_kmem_magazine_t *skm;
-       int i;
-       ENTRY;
-
-       for_each_online_cpu(i) {
-               skm = skc->skc_mag[i];
-               (void)spl_cache_flush(skc, skm, skm->skm_avail);
-               spl_magazine_free(skm);
-       }
+       spin_unlock_irqrestore(lock, flags);
 
-       EXIT;
+       return (NULL);
 }
 
-spl_kmem_cache_t *
-spl_kmem_cache_create(char *name, size_t size, size_t align,
-                      spl_kmem_ctor_t ctor,
-                      spl_kmem_dtor_t dtor,
-                      spl_kmem_reclaim_t reclaim,
-                      void *priv, void *vmp, int flags)
+inline void *
+spl_kmem_alloc_track(size_t size, int flags,
+    const char *func, int line, int node)
 {
-        spl_kmem_cache_t *skc;
-       int rc, kmem_flags = KM_SLEEP;
-       ENTRY;
+       void *ptr = NULL;
+       kmem_debug_t *dptr;
+       unsigned long irq_flags;
 
-       ASSERTF(!(flags & KMC_NOMAGAZINE), "Bad KMC_NOMAGAZINE (%x)\n", flags);
-       ASSERTF(!(flags & KMC_NOHASH), "Bad KMC_NOHASH (%x)\n", flags);
-       ASSERTF(!(flags & KMC_QCACHE), "Bad KMC_QCACHE (%x)\n", flags);
-       ASSERT(vmp == NULL);
+       dptr = kmalloc(sizeof (kmem_debug_t), kmem_flags_convert(flags));
+       if (dptr == NULL)
+               return (NULL);
 
-        /* We may be called when there is a non-zero preempt_count or
-         * interrupts are disabled is which case we must not sleep.
-        */
-       if (current_thread_info()->preempt_count || irqs_disabled())
-               kmem_flags = KM_NOSLEEP;
-
-       /* Allocate new cache memory and initialize. */
-       skc = (spl_kmem_cache_t *)kmem_zalloc(sizeof(*skc), kmem_flags);
-       if (skc == NULL)
-               RETURN(NULL);
-
-       skc->skc_magic = SKC_MAGIC;
-       skc->skc_name_size = strlen(name) + 1;
-       skc->skc_name = (char *)kmem_alloc(skc->skc_name_size, kmem_flags);
-       if (skc->skc_name == NULL) {
-               kmem_free(skc, sizeof(*skc));
-               RETURN(NULL);
-       }
-       strncpy(skc->skc_name, name, skc->skc_name_size);
-
-       skc->skc_ctor = ctor;
-       skc->skc_dtor = dtor;
-       skc->skc_reclaim = reclaim;
-       skc->skc_private = priv;
-       skc->skc_vmp = vmp;
-       skc->skc_flags = flags;
-       skc->skc_obj_size = size;
-       skc->skc_obj_align = SPL_KMEM_CACHE_ALIGN;
-       skc->skc_delay = SPL_KMEM_CACHE_DELAY;
-
-       INIT_LIST_HEAD(&skc->skc_list);
-       INIT_LIST_HEAD(&skc->skc_complete_list);
-       INIT_LIST_HEAD(&skc->skc_partial_list);
-       spin_lock_init(&skc->skc_lock);
-       skc->skc_slab_fail = 0;
-       skc->skc_slab_create = 0;
-       skc->skc_slab_destroy = 0;
-       skc->skc_slab_total = 0;
-       skc->skc_slab_alloc = 0;
-       skc->skc_slab_max = 0;
-       skc->skc_obj_total = 0;
-       skc->skc_obj_alloc = 0;
-       skc->skc_obj_max = 0;
-
-       if (align) {
-               ASSERT((align & (align - 1)) == 0);    /* Power of two */
-               ASSERT(align >= SPL_KMEM_CACHE_ALIGN); /* Minimum size */
-               skc->skc_obj_align = align;
+       dptr->kd_func = __strdup(func, flags);
+       if (dptr->kd_func == NULL) {
+               kfree(dptr);
+               return (NULL);
        }
 
-       /* If none passed select a cache type based on object size */
-       if (!(skc->skc_flags & (KMC_KMEM | KMC_VMEM))) {
-               if (P2ROUNDUP(skc->skc_obj_size, skc->skc_obj_align) <
-                   (PAGE_SIZE / 8)) {
-                       skc->skc_flags |= KMC_KMEM;
-               } else {
-                       skc->skc_flags |= KMC_VMEM;
-               }
+       ptr = spl_kmem_alloc_debug(size, flags, node);
+       if (ptr == NULL) {
+               kfree(dptr->kd_func);
+               kfree(dptr);
+               return (NULL);
        }
 
-       rc = spl_slab_size(skc, &skc->skc_slab_objs, &skc->skc_slab_size);
-       if (rc)
-               GOTO(out, rc);
-
-       rc = spl_magazine_create(skc);
-       if (rc)
-               GOTO(out, rc);
-
-       down_write(&spl_kmem_cache_sem);
-       list_add_tail(&skc->skc_list, &spl_kmem_cache_list);
-       up_write(&spl_kmem_cache_sem);
-
-       RETURN(skc);
-out:
-       kmem_free(skc->skc_name, skc->skc_name_size);
-       kmem_free(skc, sizeof(*skc));
-       RETURN(NULL);
-}
-EXPORT_SYMBOL(spl_kmem_cache_create);
-
-void
-spl_kmem_cache_destroy(spl_kmem_cache_t *skc)
-{
-        spl_kmem_slab_t *sks, *m;
-       ENTRY;
-
-       ASSERT(skc->skc_magic == SKC_MAGIC);
-
-       down_write(&spl_kmem_cache_sem);
-       list_del_init(&skc->skc_list);
-       up_write(&spl_kmem_cache_sem);
-
-       spl_magazine_destroy(skc);
-       spin_lock(&skc->skc_lock);
-
-       /* Validate there are no objects in use and free all the
-        * spl_kmem_slab_t, spl_kmem_obj_t, and object buffers. */
-       ASSERT(list_empty(&skc->skc_complete_list));
-       ASSERT(skc->skc_slab_alloc == 0);
-       ASSERT(skc->skc_obj_alloc == 0);
-
-       list_for_each_entry_safe(sks, m, &skc->skc_partial_list, sks_list)
-               spl_slab_free(sks);
-
-       ASSERT(skc->skc_slab_total == 0);
-       ASSERT(skc->skc_obj_total == 0);
+       INIT_HLIST_NODE(&dptr->kd_hlist);
+       INIT_LIST_HEAD(&dptr->kd_list);
 
-       kmem_free(skc->skc_name, skc->skc_name_size);
-       spin_unlock(&skc->skc_lock);
+       dptr->kd_addr = ptr;
+       dptr->kd_size = size;
+       dptr->kd_line = line;
 
-       kmem_free(skc, sizeof(*skc));
+       spin_lock_irqsave(&kmem_lock, irq_flags);
+       hlist_add_head(&dptr->kd_hlist,
+           &kmem_table[hash_ptr(ptr, KMEM_HASH_BITS)]);
+       list_add_tail(&dptr->kd_list, &kmem_list);
+       spin_unlock_irqrestore(&kmem_lock, irq_flags);
 
-       EXIT;
+       return (ptr);
 }
-EXPORT_SYMBOL(spl_kmem_cache_destroy);
 
-static void *
-spl_cache_obj(spl_kmem_cache_t *skc, spl_kmem_slab_t *sks)
+inline void
+spl_kmem_free_track(const void *ptr, size_t size)
 {
-       spl_kmem_obj_t *sko;
-
-       ASSERT(skc->skc_magic == SKC_MAGIC);
-       ASSERT(sks->sks_magic == SKS_MAGIC);
-       ASSERT(spin_is_locked(&skc->skc_lock));
-
-       sko = list_entry(sks->sks_free_list.next, spl_kmem_obj_t, sko_list);
-       ASSERT(sko->sko_magic == SKO_MAGIC);
-       ASSERT(sko->sko_addr != NULL);
-
-       /* Remove from sks_free_list */
-       list_del_init(&sko->sko_list);
-
-       sks->sks_age = jiffies;
-       sks->sks_ref++;
-       skc->skc_obj_alloc++;
+       kmem_debug_t *dptr;
 
-       /* Track max obj usage statistics */
-       if (skc->skc_obj_alloc > skc->skc_obj_max)
-               skc->skc_obj_max = skc->skc_obj_alloc;
+       /* Ignore NULL pointer since we haven't tracked it at all*/
+       if (ptr == NULL)
+               return;
 
-       /* Track max slab usage statistics */
-       if (sks->sks_ref == 1) {
-               skc->skc_slab_alloc++;
+       /* Must exist in hash due to kmem_alloc() */
+       dptr = kmem_del_init(&kmem_lock, kmem_table, KMEM_HASH_BITS, ptr);
+       ASSERT3P(dptr, !=, NULL);
+       ASSERT3S(dptr->kd_size, ==, size);
 
-               if (skc->skc_slab_alloc > skc->skc_slab_max)
-                       skc->skc_slab_max = skc->skc_slab_alloc;
-       }
+       kfree(dptr->kd_func);
+       kfree(dptr);
 
-       return sko->sko_addr;
+       spl_kmem_free_debug(ptr, size);
 }
+#endif /* DEBUG_KMEM_TRACKING */
+#endif /* DEBUG_KMEM */
 
-/* No available objects create a new slab.  Since this is an
- * expensive operation we do it without holding the spinlock
- * and only briefly aquire it when we link in the fully
- * allocated and constructed slab.
+/*
+ * Public kmem_alloc(), kmem_zalloc() and kmem_free() interfaces.
  */
-static spl_kmem_slab_t *
-spl_cache_grow(spl_kmem_cache_t *skc, int flags)
-{
-       spl_kmem_slab_t *sks;
-       ENTRY;
-
-       ASSERT(skc->skc_magic == SKC_MAGIC);
-
-       if (flags & __GFP_WAIT) {
-               flags |= __GFP_NOFAIL;
-               local_irq_enable();
-               might_sleep();
-       }
-
-       sks = spl_slab_alloc(skc, flags);
-       if (sks == NULL) {
-               if (flags & __GFP_WAIT)
-                       local_irq_disable();
-
-               RETURN(NULL);
-       }
-
-       if (flags & __GFP_WAIT)
-               local_irq_disable();
-
-       /* Link the new empty slab in to the end of skc_partial_list */
-       spin_lock(&skc->skc_lock);
-       skc->skc_slab_total++;
-       skc->skc_obj_total += sks->sks_objs;
-       list_add_tail(&sks->sks_list, &skc->skc_partial_list);
-       spin_unlock(&skc->skc_lock);
-
-       RETURN(sks);
-}
-
-static int
-spl_cache_refill(spl_kmem_cache_t *skc, spl_kmem_magazine_t *skm, int flags)
-{
-       spl_kmem_slab_t *sks;
-       int rc = 0, refill;
-       ENTRY;
-
-       ASSERT(skc->skc_magic == SKC_MAGIC);
-       ASSERT(skm->skm_magic == SKM_MAGIC);
-
-       /* XXX: Check for refill bouncing by age perhaps */
-       refill = MIN(skm->skm_refill, skm->skm_size - skm->skm_avail);
-
-       spin_lock(&skc->skc_lock);
-
-       while (refill > 0) {
-               /* No slabs available we must grow the cache */
-               if (list_empty(&skc->skc_partial_list)) {
-                       spin_unlock(&skc->skc_lock);
-
-                       sks = spl_cache_grow(skc, flags);
-                       if (!sks)
-                               GOTO(out, rc);
-
-                       /* Rescheduled to different CPU skm is not local */
-                       if (skm != skc->skc_mag[smp_processor_id()])
-                               GOTO(out, rc);
-
-                       /* Potentially rescheduled to the same CPU but
-                        * allocations may have occured from this CPU while
-                        * we were sleeping so recalculate max refill. */
-                       refill = MIN(refill, skm->skm_size - skm->skm_avail);
-
-                       spin_lock(&skc->skc_lock);
-                       continue;
-               }
-
-               /* Grab the next available slab */
-               sks = list_entry((&skc->skc_partial_list)->next,
-                                spl_kmem_slab_t, sks_list);
-               ASSERT(sks->sks_magic == SKS_MAGIC);
-               ASSERT(sks->sks_ref < sks->sks_objs);
-               ASSERT(!list_empty(&sks->sks_free_list));
-
-               /* Consume as many objects as needed to refill the requested
-                * cache.  We must also be careful not to overfill it. */
-               while (sks->sks_ref < sks->sks_objs && refill-- > 0 && ++rc) {
-                       ASSERT(skm->skm_avail < skm->skm_size);
-                       ASSERT(rc < skm->skm_size);
-                       skm->skm_objs[skm->skm_avail++]=spl_cache_obj(skc,sks);
-               }
-
-               /* Move slab to skc_complete_list when full */
-               if (sks->sks_ref == sks->sks_objs) {
-                       list_del(&sks->sks_list);
-                       list_add(&sks->sks_list, &skc->skc_complete_list);
-               }
-       }
-
-       spin_unlock(&skc->skc_lock);
-out:
-       /* Returns the number of entries added to cache */
-       RETURN(rc);
-}
-
-static void
-spl_cache_shrink(spl_kmem_cache_t *skc, void *obj)
-{
-       spl_kmem_slab_t *sks = NULL;
-       spl_kmem_obj_t *sko = NULL;
-       ENTRY;
-
-       ASSERT(skc->skc_magic == SKC_MAGIC);
-       ASSERT(spin_is_locked(&skc->skc_lock));
-
-       sko = obj + P2ROUNDUP(skc->skc_obj_size, skc->skc_obj_align);
-       ASSERT(sko->sko_magic == SKO_MAGIC);
-
-       sks = sko->sko_slab;
-       ASSERT(sks->sks_magic == SKS_MAGIC);
-       ASSERT(sks->sks_cache == skc);
-       list_add(&sko->sko_list, &sks->sks_free_list);
-
-       sks->sks_age = jiffies;
-       sks->sks_ref--;
-       skc->skc_obj_alloc--;
-
-       /* Move slab to skc_partial_list when no longer full.  Slabs
-        * are added to the head to keep the partial list is quasi-full
-        * sorted order.  Fuller at the head, emptier at the tail. */
-       if (sks->sks_ref == (sks->sks_objs - 1)) {
-               list_del(&sks->sks_list);
-               list_add(&sks->sks_list, &skc->skc_partial_list);
-       }
-
-       /* Move emply slabs to the end of the partial list so
-        * they can be easily found and freed during reclamation. */
-       if (sks->sks_ref == 0) {
-               list_del(&sks->sks_list);
-               list_add_tail(&sks->sks_list, &skc->skc_partial_list);
-               skc->skc_slab_alloc--;
-       }
-
-       EXIT;
-}
-
-static int
-spl_cache_flush(spl_kmem_cache_t *skc, spl_kmem_magazine_t *skm, int flush)
-{
-       int i, count = MIN(flush, skm->skm_avail);
-       ENTRY;
-
-       ASSERT(skc->skc_magic == SKC_MAGIC);
-       ASSERT(skm->skm_magic == SKM_MAGIC);
-
-       spin_lock(&skc->skc_lock);
-
-       for (i = 0; i < count; i++)
-               spl_cache_shrink(skc, skm->skm_objs[i]);
-
-//     __spl_slab_reclaim(skc);
-       skm->skm_avail -= count;
-       memmove(skm->skm_objs, &(skm->skm_objs[count]),
-               sizeof(void *) * skm->skm_avail);
-
-       spin_unlock(&skc->skc_lock);
-
-       RETURN(count);
-}
-
 void *
-spl_kmem_cache_alloc(spl_kmem_cache_t *skc, int flags)
-{
-       spl_kmem_magazine_t *skm;
-       unsigned long irq_flags;
-       void *obj = NULL;
-       ENTRY;
-
-       ASSERT(skc->skc_magic == SKC_MAGIC);
-       ASSERT(flags & KM_SLEEP); /* XXX: KM_NOSLEEP not yet supported */
-       local_irq_save(irq_flags);
-
-restart:
-       /* Safe to update per-cpu structure without lock, but
-        * in the restart case we must be careful to reaquire
-        * the local magazine since this may have changed
-        * when we need to grow the cache. */
-       skm = skc->skc_mag[smp_processor_id()];
-       ASSERTF(skm->skm_magic == SKM_MAGIC, "%x != %x: %s/%p/%p %x/%x/%x\n",
-               skm->skm_magic, SKM_MAGIC, skc->skc_name, skc, skm,
-               skm->skm_size, skm->skm_refill, skm->skm_avail);
-
-       if (likely(skm->skm_avail)) {
-               /* Object available in CPU cache, use it */
-               obj = skm->skm_objs[--skm->skm_avail];
-               if (!(skc->skc_flags & KMC_NOTOUCH))
-                       skm->skm_age = jiffies;
-       } else {
-               /* Per-CPU cache empty, directly allocate from
-                * the slab and refill the per-CPU cache. */
-               (void)spl_cache_refill(skc, skm, flags);
-               GOTO(restart, obj = NULL);
-       }
-
-       local_irq_restore(irq_flags);
-       ASSERT(obj);
-       ASSERT(((unsigned long)(obj) % skc->skc_obj_align) == 0);
-
-       /* Pre-emptively migrate object to CPU L1 cache */
-       prefetchw(obj);
-
-       RETURN(obj);
-}
-EXPORT_SYMBOL(spl_kmem_cache_alloc);
-
-void
-spl_kmem_cache_free(spl_kmem_cache_t *skc, void *obj)
+spl_kmem_alloc(size_t size, int flags, const char *func, int line)
 {
-       spl_kmem_magazine_t *skm;
-       unsigned long flags;
-       ENTRY;
-
-       ASSERT(skc->skc_magic == SKC_MAGIC);
-       local_irq_save(flags);
-
-       /* Safe to update per-cpu structure without lock, but
-        * no remote memory allocation tracking is being performed
-        * it is entirely possible to allocate an object from one
-        * CPU cache and return it to another. */
-       skm = skc->skc_mag[smp_processor_id()];
-       ASSERT(skm->skm_magic == SKM_MAGIC);
-
-       /* Per-CPU cache full, flush it to make space */
-       if (unlikely(skm->skm_avail >= skm->skm_size))
-               (void)spl_cache_flush(skc, skm, skm->skm_refill);
-
-       /* Available space in cache, use it */
-       skm->skm_objs[skm->skm_avail++] = obj;
-
-       local_irq_restore(flags);
-
-       EXIT;
-}
-EXPORT_SYMBOL(spl_kmem_cache_free);
-
-static int
-spl_kmem_cache_generic_shrinker(int nr_to_scan, unsigned int gfp_mask)
-{
-       spl_kmem_cache_t *skc;
-
-       /* Under linux a shrinker is not tightly coupled with a slab
-        * cache.  In fact linux always systematically trys calling all
-        * registered shrinker callbacks until its target reclamation level
-        * is reached.  Because of this we only register one shrinker
-        * function in the shim layer for all slab caches.  And we always
-        * attempt to shrink all caches when this generic shrinker is called.
-        */
-       down_read(&spl_kmem_cache_sem);
+       ASSERT0(flags & ~KM_PUBLIC_MASK);
 
-       list_for_each_entry(skc, &spl_kmem_cache_list, skc_list)
-               spl_kmem_cache_reap_now(skc);
-
-       up_read(&spl_kmem_cache_sem);
-
-       /* XXX: Under linux we should return the remaining number of
-        * entries in the cache.  We should do this as well.
-        */
-       return 1;
+#if !defined(DEBUG_KMEM)
+       return (spl_kmem_alloc_impl(size, flags, NUMA_NO_NODE));
+#elif !defined(DEBUG_KMEM_TRACKING)
+       return (spl_kmem_alloc_debug(size, flags, NUMA_NO_NODE));
+#else
+       return (spl_kmem_alloc_track(size, flags, func, line, NUMA_NO_NODE));
+#endif
 }
+EXPORT_SYMBOL(spl_kmem_alloc);
 
-void
-spl_kmem_cache_reap_now(spl_kmem_cache_t *skc)
+void *
+spl_kmem_zalloc(size_t size, int flags, const char *func, int line)
 {
-       spl_kmem_magazine_t *skm;
-       int i;
-       ENTRY;
-
-       ASSERT(skc->skc_magic == SKC_MAGIC);
+       ASSERT0(flags & ~KM_PUBLIC_MASK);
 
-       if (skc->skc_reclaim)
-               skc->skc_reclaim(skc->skc_private);
-
-       /* Ensure per-CPU caches which are idle gradually flush */
-       for_each_online_cpu(i) {
-               skm = skc->skc_mag[i];
-
-               if (time_after(jiffies, skm->skm_age + skc->skc_delay * HZ))
-                       (void)spl_cache_flush(skc, skm, skm->skm_refill);
-       }
+       flags |= KM_ZERO;
 
-       spl_slab_reclaim(skc);
-
-       EXIT;
+#if !defined(DEBUG_KMEM)
+       return (spl_kmem_alloc_impl(size, flags, NUMA_NO_NODE));
+#elif !defined(DEBUG_KMEM_TRACKING)
+       return (spl_kmem_alloc_debug(size, flags, NUMA_NO_NODE));
+#else
+       return (spl_kmem_alloc_track(size, flags, func, line, NUMA_NO_NODE));
+#endif
 }
-EXPORT_SYMBOL(spl_kmem_cache_reap_now);
+EXPORT_SYMBOL(spl_kmem_zalloc);
 
 void
-spl_kmem_reap(void)
+spl_kmem_free(const void *buf, size_t size)
 {
-       spl_kmem_cache_generic_shrinker(KMC_REAP_CHUNK, GFP_KERNEL);
+#if !defined(DEBUG_KMEM)
+       return (spl_kmem_free_impl(buf, size));
+#elif !defined(DEBUG_KMEM_TRACKING)
+       return (spl_kmem_free_debug(buf, size));
+#else
+       return (spl_kmem_free_track(buf, size));
+#endif
 }
-EXPORT_SYMBOL(spl_kmem_reap);
+EXPORT_SYMBOL(spl_kmem_free);
 
 #if defined(DEBUG_KMEM) && defined(DEBUG_KMEM_TRACKING)
 static char *
@@ -1343,15 +458,19 @@ spl_sprintf_addr(kmem_debug_t *kd, char *str, int len, int min)
        ASSERT(str != NULL && len >= 17);
        memset(str, 0, len);
 
-       /* Check for a fully printable string, and while we are at
-         * it place the printable characters in the passed buffer. */
+       /*
+        * Check for a fully printable string, and while we are at
+        * it place the printable characters in the passed buffer.
+        */
        for (i = 0; i < size; i++) {
                str[i] = ((char *)(kd->kd_addr))[i];
                if (isprint(str[i])) {
                        continue;
                } else {
-                       /* Minimum number of printable characters found
-                        * to make it worthwhile to print this as ascii. */
+                       /*
+                        * Minimum number of printable characters found
+                        * to make it worthwhile to print this as ascii.
+                        */
                        if (i > min)
                                break;
 
@@ -1362,24 +481,23 @@ spl_sprintf_addr(kmem_debug_t *kd, char *str, int len, int min)
 
        if (!flag) {
                sprintf(str, "%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x",
-                       *((uint8_t *)kd->kd_addr),
-                       *((uint8_t *)kd->kd_addr + 2),
-                       *((uint8_t *)kd->kd_addr + 4),
-                       *((uint8_t *)kd->kd_addr + 6),
-                       *((uint8_t *)kd->kd_addr + 8),
-                       *((uint8_t *)kd->kd_addr + 10),
-                       *((uint8_t *)kd->kd_addr + 12),
-                       *((uint8_t *)kd->kd_addr + 14));
+                   *((uint8_t *)kd->kd_addr),
+                   *((uint8_t *)kd->kd_addr + 2),
+                   *((uint8_t *)kd->kd_addr + 4),
+                   *((uint8_t *)kd->kd_addr + 6),
+                   *((uint8_t *)kd->kd_addr + 8),
+                   *((uint8_t *)kd->kd_addr + 10),
+                   *((uint8_t *)kd->kd_addr + 12),
+                   *((uint8_t *)kd->kd_addr + 14));
        }
 
-       return str;
+       return (str);
 }
 
 static int
 spl_kmem_init_tracking(struct list_head *list, spinlock_t *lock, int size)
 {
        int i;
-       ENTRY;
 
        spin_lock_init(lock);
        INIT_LIST_HEAD(list);
@@ -1387,7 +505,7 @@ spl_kmem_init_tracking(struct list_head *list, spinlock_t *lock, int size)
        for (i = 0; i < size; i++)
                INIT_HLIST_HEAD(&kmem_table[i]);
 
-       RETURN(0);
+       return (0);
 }
 
 static void
@@ -1396,81 +514,51 @@ spl_kmem_fini_tracking(struct list_head *list, spinlock_t *lock)
        unsigned long flags;
        kmem_debug_t *kd;
        char str[17];
-       ENTRY;
 
        spin_lock_irqsave(lock, flags);
        if (!list_empty(list))
                printk(KERN_WARNING "%-16s %-5s %-16s %s:%s\n", "address",
-                      "size", "data", "func", "line");
+                   "size", "data", "func", "line");
 
        list_for_each_entry(kd, list, kd_list)
                printk(KERN_WARNING "%p %-5d %-16s %s:%d\n", kd->kd_addr,
-                      (int)kd->kd_size, spl_sprintf_addr(kd, str, 17, 8),
-                      kd->kd_func, kd->kd_line);
+                   (int)kd->kd_size, spl_sprintf_addr(kd, str, 17, 8),
+                   kd->kd_func, kd->kd_line);
 
        spin_unlock_irqrestore(lock, flags);
-       EXIT;
 }
-#else /* DEBUG_KMEM && DEBUG_KMEM_TRACKING */
-#define spl_kmem_init_tracking(list, lock, size)
-#define spl_kmem_fini_tracking(list, lock)
 #endif /* DEBUG_KMEM && DEBUG_KMEM_TRACKING */
 
 int
 spl_kmem_init(void)
 {
-       int rc = 0;
-       ENTRY;
-
-       init_rwsem(&spl_kmem_cache_sem);
-       INIT_LIST_HEAD(&spl_kmem_cache_list);
-
-#ifdef HAVE_SET_SHRINKER
-       spl_kmem_cache_shrinker = set_shrinker(KMC_DEFAULT_SEEKS,
-                                              spl_kmem_cache_generic_shrinker);
-       if (spl_kmem_cache_shrinker == NULL)
-               RETURN(rc = -ENOMEM);
-#else
-       register_shrinker(&spl_kmem_cache_shrinker);
-#endif
-
 #ifdef DEBUG_KMEM
-       atomic64_set(&kmem_alloc_used, 0);
-       atomic64_set(&vmem_alloc_used, 0);
+       kmem_alloc_used_set(0);
 
+#ifdef DEBUG_KMEM_TRACKING
        spl_kmem_init_tracking(&kmem_list, &kmem_lock, KMEM_TABLE_SIZE);
-       spl_kmem_init_tracking(&vmem_list, &vmem_lock, VMEM_TABLE_SIZE);
-#endif
-       RETURN(rc);
+#endif /* DEBUG_KMEM_TRACKING */
+#endif /* DEBUG_KMEM */
+
+       return (0);
 }
 
 void
 spl_kmem_fini(void)
 {
 #ifdef DEBUG_KMEM
-       /* Display all unreclaimed memory addresses, including the
+       /*
+        * Display all unreclaimed memory addresses, including the
         * allocation size and the first few bytes of what's located
         * at that address to aid in debugging.  Performance is not
-        * a serious concern here since it is module unload time. */
-       if (atomic64_read(&kmem_alloc_used) != 0)
-               CWARN("kmem leaked %ld/%ld bytes\n",
-                     atomic64_read(&kmem_alloc_used), kmem_alloc_max);
-
-
-       if (atomic64_read(&vmem_alloc_used) != 0)
-               CWARN("vmem leaked %ld/%ld bytes\n",
-                     atomic64_read(&vmem_alloc_used), vmem_alloc_max);
+        * a serious concern here since it is module unload time.
+        */
+       if (kmem_alloc_used_read() != 0)
+               printk(KERN_WARNING "kmem leaked %ld/%llu bytes\n",
+                   (unsigned long)kmem_alloc_used_read(), kmem_alloc_max);
 
+#ifdef DEBUG_KMEM_TRACKING
        spl_kmem_fini_tracking(&kmem_list, &kmem_lock);
-       spl_kmem_fini_tracking(&vmem_list, &vmem_lock);
+#endif /* DEBUG_KMEM_TRACKING */
 #endif /* DEBUG_KMEM */
-       ENTRY;
-
-#ifdef HAVE_SET_SHRINKER
-       remove_shrinker(spl_kmem_cache_shrinker);
-#else
-       unregister_shrinker(&spl_kmem_cache_shrinker);
-#endif
-
-       EXIT;
 }