Merge master.kernel.org:/pub/scm/linux/kernel/git/davem/sparc-2.6
[linux-2.6-block.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts - 
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/seq_file.h>
98 #include        <linux/notifier.h>
99 #include        <linux/kallsyms.h>
100 #include        <linux/cpu.h>
101 #include        <linux/sysctl.h>
102 #include        <linux/module.h>
103 #include        <linux/rcupdate.h>
104 #include        <linux/string.h>
105 #include        <linux/nodemask.h>
106 #include        <linux/mempolicy.h>
107 #include        <linux/mutex.h>
108
109 #include        <asm/uaccess.h>
110 #include        <asm/cacheflush.h>
111 #include        <asm/tlbflush.h>
112 #include        <asm/page.h>
113
114 /*
115  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
116  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
117  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
118  *
119  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
123  */
124
125 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
126 #define DEBUG           1
127 #define STATS           1
128 #define FORCED_DEBUG    1
129 #else
130 #define DEBUG           0
131 #define STATS           0
132 #define FORCED_DEBUG    0
133 #endif
134
135 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
136 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
137
138 #ifndef cache_line_size
139 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
140 #endif
141
142 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
143 /*
144  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
145  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
146  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
147  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
148  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
149  * Note that this flag disables some debug features.
150  */
151 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
152 #endif
153
154 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
155 /*
156  * Enforce a minimum alignment for all caches.
157  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
158  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
159  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
160  * some debug features.
161  */
162 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
163 #endif
164
165 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
166 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
167 #endif
168
169 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
170 #if DEBUG
171 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
172                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
173                          SLAB_NO_REAP | SLAB_CACHE_DMA | \
174                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
175                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
176                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
177 #else
178 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_REAP | \
179                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
180                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
181                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
182 #endif
183
184 /*
185  * kmem_bufctl_t:
186  *
187  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
188  * linked offsets.
189  *
190  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
191  * slab an object belongs to.
192  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
193  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
194  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
195  * that does not use off-slab slabs.
196  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
197  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
198  * to have too many per slab.
199  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
200  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
201  */
202
203 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
204 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
205 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
206 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
207
208 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
209  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
210  */
211 static unsigned long offslab_limit;
212
213 /*
214  * struct slab
215  *
216  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
217  * for a slab, or allocated from an general cache.
218  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
219  */
220 struct slab {
221         struct list_head list;
222         unsigned long colouroff;
223         void *s_mem;            /* including colour offset */
224         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225         kmem_bufctl_t free;
226         unsigned short nodeid;
227 };
228
229 /*
230  * struct slab_rcu
231  *
232  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
233  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
234  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
235  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
236  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
237  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
238  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
239  *
240  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
241  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
242  *
243  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
244  */
245 struct slab_rcu {
246         struct rcu_head head;
247         struct kmem_cache *cachep;
248         void *addr;
249 };
250
251 /*
252  * struct array_cache
253  *
254  * Purpose:
255  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
256  * - reduce the number of linked list operations
257  * - reduce spinlock operations
258  *
259  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
260  * footprint.
261  *
262  */
263 struct array_cache {
264         unsigned int avail;
265         unsigned int limit;
266         unsigned int batchcount;
267         unsigned int touched;
268         spinlock_t lock;
269         void *entry[0];         /*
270                                  * Must have this definition in here for the proper
271                                  * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
272                                  * the entries.
273                                  * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
274                                  */
275 };
276
277 /* bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore,
278  * but the cpuarrays are allocated from the generic caches...
279  */
280 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
281 struct arraycache_init {
282         struct array_cache cache;
283         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
284 };
285
286 /*
287  * The slab lists for all objects.
288  */
289 struct kmem_list3 {
290         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
291         struct list_head slabs_full;
292         struct list_head slabs_free;
293         unsigned long free_objects;
294         unsigned long next_reap;
295         int free_touched;
296         unsigned int free_limit;
297         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
298         spinlock_t list_lock;
299         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
300         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
301 };
302
303 /*
304  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
305  */
306 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
307 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
308 #define CACHE_CACHE 0
309 #define SIZE_AC 1
310 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
311
312 /*
313  * This function must be completely optimized away if
314  * a constant is passed to it. Mostly the same as
315  * what is in linux/slab.h except it returns an
316  * index.
317  */
318 static __always_inline int index_of(const size_t size)
319 {
320         extern void __bad_size(void);
321
322         if (__builtin_constant_p(size)) {
323                 int i = 0;
324
325 #define CACHE(x) \
326         if (size <=x) \
327                 return i; \
328         else \
329                 i++;
330 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
331 #undef CACHE
332                 __bad_size();
333         } else
334                 __bad_size();
335         return 0;
336 }
337
338 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
339 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
340
341 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
342 {
343         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
344         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
345         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
346         parent->shared = NULL;
347         parent->alien = NULL;
348         parent->colour_next = 0;
349         spin_lock_init(&parent->list_lock);
350         parent->free_objects = 0;
351         parent->free_touched = 0;
352 }
353
354 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)  \
355         do {    \
356                 INIT_LIST_HEAD(listp);          \
357                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
358         } while (0)
359
360 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                     \
361         do {                                    \
362         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
363         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
364         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
365         } while (0)
366
367 /*
368  * struct kmem_cache
369  *
370  * manages a cache.
371  */
372
373 struct kmem_cache {
374 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
375         struct array_cache *array[NR_CPUS];
376         unsigned int batchcount;
377         unsigned int limit;
378         unsigned int shared;
379         unsigned int buffer_size;
380 /* 2) touched by every alloc & free from the backend */
381         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
382         unsigned int flags;     /* constant flags */
383         unsigned int num;       /* # of objs per slab */
384         spinlock_t spinlock;
385
386 /* 3) cache_grow/shrink */
387         /* order of pgs per slab (2^n) */
388         unsigned int gfporder;
389
390         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
391         gfp_t gfpflags;
392
393         size_t colour;          /* cache colouring range */
394         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
395         struct kmem_cache *slabp_cache;
396         unsigned int slab_size;
397         unsigned int dflags;    /* dynamic flags */
398
399         /* constructor func */
400         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
401
402         /* de-constructor func */
403         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
404
405 /* 4) cache creation/removal */
406         const char *name;
407         struct list_head next;
408
409 /* 5) statistics */
410 #if STATS
411         unsigned long num_active;
412         unsigned long num_allocations;
413         unsigned long high_mark;
414         unsigned long grown;
415         unsigned long reaped;
416         unsigned long errors;
417         unsigned long max_freeable;
418         unsigned long node_allocs;
419         unsigned long node_frees;
420         atomic_t allochit;
421         atomic_t allocmiss;
422         atomic_t freehit;
423         atomic_t freemiss;
424 #endif
425 #if DEBUG
426         /*
427          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
428          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
429          * object size including these internal fields, the following two
430          * variables contain the offset to the user object and its size.
431          */
432         int obj_offset;
433         int obj_size;
434 #endif
435 };
436
437 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
438 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
439
440 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
441 /* Optimization question: fewer reaps means less 
442  * probability for unnessary cpucache drain/refill cycles.
443  *
444  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
445  * which could lock up otherwise freeable slabs.
446  */
447 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
448 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
449
450 #if STATS
451 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
452 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
453 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
454 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
455 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
456 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { if ((x)->num_active > (x)->high_mark) \
457                                         (x)->high_mark = (x)->num_active; \
458                                 } while (0)
459 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
460 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
461 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
462 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
463                                 do { if ((x)->max_freeable < i) \
464                                         (x)->max_freeable = i; \
465                                 } while (0)
466
467 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
468 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
469 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
470 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
471 #else
472 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
473 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
474 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
475 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
476 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
477 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
478 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
479 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
480 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
481 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
482                                 do { } while (0)
483
484 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
485 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
486 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
487 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
488 #endif
489
490 #if DEBUG
491 /* Magic nums for obj red zoning.
492  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
493  */
494 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
495 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
496
497 /* ...and for poisoning */
498 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
499 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
500 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
501
502 /* memory layout of objects:
503  * 0            : objp
504  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
505  *              the end of an object is aligned with the end of the real
506  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
507  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
508  *              redzone word.
509  * cachep->obj_offset: The real object.
510  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
511  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address [BYTES_PER_WORD long]
512  */
513 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
514 {
515         return cachep->obj_offset;
516 }
517
518 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
519 {
520         return cachep->obj_size;
521 }
522
523 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
524 {
525         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
526         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
527 }
528
529 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
530 {
531         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
532         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
533                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
534                                          2 * BYTES_PER_WORD);
535         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
536 }
537
538 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
539 {
540         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
541         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
542 }
543
544 #else
545
546 #define obj_offset(x)                   0
547 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
548 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
549 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
550 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
551
552 #endif
553
554 /*
555  * Maximum size of an obj (in 2^order pages)
556  * and absolute limit for the gfp order.
557  */
558 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
559 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
560 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
561 #elif defined(CONFIG_MMU)
562 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
563 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
564 #else
565 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
566 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
567 #endif
568
569 /*
570  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
571  */
572 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
573 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
574 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
575
576 /* Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the
577  * global 'mem_map'. These are used to find the slab an obj belongs to.
578  * With kfree(), these are used to find the cache which an obj belongs to.
579  */
580 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
581 {
582         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
583 }
584
585 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
586 {
587         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
588 }
589
590 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
591 {
592         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
593 }
594
595 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
596 {
597         return (struct slab *)page->lru.prev;
598 }
599
600 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
601 {
602         struct page *page = virt_to_page(obj);
603         return page_get_cache(page);
604 }
605
606 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
607 {
608         struct page *page = virt_to_page(obj);
609         return page_get_slab(page);
610 }
611
612 /* These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes. */
613 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
614 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
615 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
616         CACHE(ULONG_MAX)
617 #undef CACHE
618 };
619 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
620
621 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
622 struct cache_names {
623         char *name;
624         char *name_dma;
625 };
626
627 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
628 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
629 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
630         {NULL,}
631 #undef CACHE
632 };
633
634 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
635     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
636 static struct arraycache_init initarray_generic =
637     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
638
639 /* internal cache of cache description objs */
640 static struct kmem_cache cache_cache = {
641         .batchcount = 1,
642         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
643         .shared = 1,
644         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
645         .flags = SLAB_NO_REAP,
646         .spinlock = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
647         .name = "kmem_cache",
648 #if DEBUG
649         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
650 #endif
651 };
652
653 /* Guard access to the cache-chain. */
654 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
655 static struct list_head cache_chain;
656
657 /*
658  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many
659  * slab-allocated pages are possibly freeable under pressure
660  *
661  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
662  */
663 atomic_t slab_reclaim_pages;
664
665 /*
666  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
667  * until the general caches are up.
668  */
669 static enum {
670         NONE,
671         PARTIAL_AC,
672         PARTIAL_L3,
673         FULL
674 } g_cpucache_up;
675
676 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
677
678 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len, int node);
679 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
680 static void cache_reap(void *unused);
681 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node);
682
683 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
684 {
685         return cachep->array[smp_processor_id()];
686 }
687
688 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
689 {
690         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
691
692 #if DEBUG
693         /* This happens if someone tries to call
694          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
695          * the generic caches are initialized.
696          */
697         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
698 #endif
699         while (size > csizep->cs_size)
700                 csizep++;
701
702         /*
703          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
704          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
705          * for large kmalloc calls required.
706          */
707         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
708                 return csizep->cs_dmacachep;
709         return csizep->cs_cachep;
710 }
711
712 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
713 {
714         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
715 }
716 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
717
718 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
719 {
720         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
721 }
722
723 /* Calculate the number of objects and left-over bytes for a given
724    buffer size. */
725 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
726                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
727                            unsigned int *num)
728 {
729         int nr_objs;
730         size_t mgmt_size;
731         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
732
733         /*
734          * The slab management structure can be either off the slab or
735          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
736          * slab is used for:
737          *
738          * - The struct slab
739          * - One kmem_bufctl_t for each object
740          * - Padding to respect alignment of @align
741          * - @buffer_size bytes for each object
742          *
743          * If the slab management structure is off the slab, then the
744          * alignment will already be calculated into the size. Because
745          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
746          * correct alignment when allocated.
747          */
748         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
749                 mgmt_size = 0;
750                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
751
752                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
753                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
754         } else {
755                 /*
756                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
757                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
758                  * least @align. In the worst case, this result will
759                  * be one greater than the number of objects that fit
760                  * into the memory allocation when taking the padding
761                  * into account.
762                  */
763                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
764                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
765
766                 /*
767                  * This calculated number will be either the right
768                  * amount, or one greater than what we want.
769                  */
770                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
771                        > slab_size)
772                         nr_objs--;
773
774                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
775                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
776
777                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
778         }
779         *num = nr_objs;
780         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
781 }
782
783 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
784
785 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep, 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  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
794  * via the workqueue/eventd.
795  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
796  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
797  * lock.
798  */
799 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
800 {
801         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
802
803         /*
804          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
805          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
806          * at that time.
807          */
808         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
809                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
810                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
811         }
812 }
813
814 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
815                                             int batchcount)
816 {
817         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
818         struct array_cache *nc = NULL;
819
820         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
821         if (nc) {
822                 nc->avail = 0;
823                 nc->limit = entries;
824                 nc->batchcount = batchcount;
825                 nc->touched = 0;
826                 spin_lock_init(&nc->lock);
827         }
828         return nc;
829 }
830
831 #ifdef CONFIG_NUMA
832 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
833
834 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
835 {
836         struct array_cache **ac_ptr;
837         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
838         int i;
839
840         if (limit > 1)
841                 limit = 12;
842         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
843         if (ac_ptr) {
844                 for_each_node(i) {
845                         if (i == node || !node_online(i)) {
846                                 ac_ptr[i] = NULL;
847                                 continue;
848                         }
849                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
850                         if (!ac_ptr[i]) {
851                                 for (i--; i <= 0; i--)
852                                         kfree(ac_ptr[i]);
853                                 kfree(ac_ptr);
854                                 return NULL;
855                         }
856                 }
857         }
858         return ac_ptr;
859 }
860
861 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
862 {
863         int i;
864
865         if (!ac_ptr)
866                 return;
867
868         for_each_node(i)
869             kfree(ac_ptr[i]);
870
871         kfree(ac_ptr);
872 }
873
874 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
875                                 struct array_cache *ac, int node)
876 {
877         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
878
879         if (ac->avail) {
880                 spin_lock(&rl3->list_lock);
881                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
882                 ac->avail = 0;
883                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
884         }
885 }
886
887 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache **alien)
888 {
889         int i = 0;
890         struct array_cache *ac;
891         unsigned long flags;
892
893         for_each_online_node(i) {
894                 ac = alien[i];
895                 if (ac) {
896                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
897                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
898                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
899                 }
900         }
901 }
902 #else
903 #define alloc_alien_cache(node, limit) do { } while (0)
904 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
905
906 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
907 {
908 }
909 #endif
910
911 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
912                                     unsigned long action, void *hcpu)
913 {
914         long cpu = (long)hcpu;
915         struct kmem_cache *cachep;
916         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
917         int node = cpu_to_node(cpu);
918         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
919
920         switch (action) {
921         case CPU_UP_PREPARE:
922                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
923                 /* we need to do this right in the beginning since
924                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
925                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
926                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
927                  */
928
929                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
930                         /* setup the size64 kmemlist for cpu before we can
931                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
932                          * node has not already allocated this
933                          */
934                         if (!cachep->nodelists[node]) {
935                                 if (!(l3 = kmalloc_node(memsize,
936                                                         GFP_KERNEL, node)))
937                                         goto bad;
938                                 kmem_list3_init(l3);
939                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
940                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
941
942                                 /*
943                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
944                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
945                                  * protection here.
946                                  */
947                                 cachep->nodelists[node] = l3;
948                         }
949
950                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
951                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
952                             (1 + nr_cpus_node(node)) *
953                             cachep->batchcount + cachep->num;
954                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
955                 }
956
957                 /* Now we can go ahead with allocating the shared array's
958                    & array cache's */
959                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
960                         struct array_cache *nc;
961                         struct array_cache *shared;
962                         struct array_cache **alien;
963
964                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
965                                                 cachep->batchcount);
966                         if (!nc)
967                                 goto bad;
968                         shared = alloc_arraycache(node,
969                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
970                                         0xbaadf00d);
971                         if (!shared)
972                                 goto bad;
973 #ifdef CONFIG_NUMA
974                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
975                         if (!alien)
976                                 goto bad;
977 #endif
978                         cachep->array[cpu] = nc;
979
980                         l3 = cachep->nodelists[node];
981                         BUG_ON(!l3);
982
983                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
984                         if (!l3->shared) {
985                                 /*
986                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
987                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
988                                  */
989                                 l3->shared = shared;
990                                 shared = NULL;
991                         }
992 #ifdef CONFIG_NUMA
993                         if (!l3->alien) {
994                                 l3->alien = alien;
995                                 alien = NULL;
996                         }
997 #endif
998                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
999
1000                         kfree(shared);
1001                         free_alien_cache(alien);
1002                 }
1003                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1004                 break;
1005         case CPU_ONLINE:
1006                 start_cpu_timer(cpu);
1007                 break;
1008 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1009         case CPU_DEAD:
1010                 /*
1011                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1012                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1013                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1014                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1015                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1016                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1017                  */
1018                 /* fall thru */
1019         case CPU_UP_CANCELED:
1020                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1021
1022                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1023                         struct array_cache *nc;
1024                         struct array_cache *shared;
1025                         struct array_cache **alien;
1026                         cpumask_t mask;
1027
1028                         mask = node_to_cpumask(node);
1029                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1030                         nc = cachep->array[cpu];
1031                         cachep->array[cpu] = NULL;
1032                         l3 = cachep->nodelists[node];
1033
1034                         if (!l3)
1035                                 goto free_array_cache;
1036
1037                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1038
1039                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1040                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1041                         if (nc)
1042                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1043
1044                         if (!cpus_empty(mask)) {
1045                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1046                                 goto free_array_cache;
1047                         }
1048
1049                         shared = l3->shared;
1050                         if (shared) {
1051                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1052                                            l3->shared->avail, node);
1053                                 l3->shared = NULL;
1054                         }
1055
1056                         alien = l3->alien;
1057                         l3->alien = NULL;
1058
1059                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1060
1061                         kfree(shared);
1062                         if (alien) {
1063                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1064                                 free_alien_cache(alien);
1065                         }
1066 free_array_cache:
1067                         kfree(nc);
1068                 }
1069                 /*
1070                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1071                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1072                  * shrink each nodelist to its limit.
1073                  */
1074                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1075                         l3 = cachep->nodelists[node];
1076                         if (!l3)
1077                                 continue;
1078                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1079                         /* free slabs belonging to this node */
1080                         __node_shrink(cachep, node);
1081                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1082                 }
1083                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1084                 break;
1085 #endif
1086         }
1087         return NOTIFY_OK;
1088       bad:
1089         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1090         return NOTIFY_BAD;
1091 }
1092
1093 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
1094
1095 /*
1096  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1097  */
1098 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list, int nodeid)
1099 {
1100         struct kmem_list3 *ptr;
1101
1102         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1103         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1104         BUG_ON(!ptr);
1105
1106         local_irq_disable();
1107         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1108         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1109         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1110         local_irq_enable();
1111 }
1112
1113 /* Initialisation.
1114  * Called after the gfp() functions have been enabled, and before smp_init().
1115  */
1116 void __init kmem_cache_init(void)
1117 {
1118         size_t left_over;
1119         struct cache_sizes *sizes;
1120         struct cache_names *names;
1121         int i;
1122
1123         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1124                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1125                 if (i < MAX_NUMNODES)
1126                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1127         }
1128
1129         /*
1130          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1131          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1132          */
1133         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1134                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1135
1136         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1137          * from caches that do not exist yet:
1138          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct kmem_cache
1139          *    structures of all caches, except cache_cache itself: cache_cache
1140          *    is statically allocated.
1141          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1142          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1143          *    array at the end of the bootstrap.
1144          * 2) Create the first kmalloc cache.
1145          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1146          *    An __init data area is used for the head array.
1147          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1148          *    head arrays.
1149          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1150          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1151          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1152          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1153          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1154          */
1155
1156         /* 1) create the cache_cache */
1157         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1158         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1159         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1160         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1161         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1162
1163         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size, cache_line_size());
1164
1165         cache_estimate(0, cache_cache.buffer_size, cache_line_size(), 0,
1166                        &left_over, &cache_cache.num);
1167         if (!cache_cache.num)
1168                 BUG();
1169
1170         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1171         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1172                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1173
1174         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1175         sizes = malloc_sizes;
1176         names = cache_names;
1177
1178         /* Initialize the caches that provide memory for the array cache
1179          * and the kmem_list3 structures first.
1180          * Without this, further allocations will bug
1181          */
1182
1183         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1184                                                       sizes[INDEX_AC].cs_size,
1185                                                       ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1186                                                       (ARCH_KMALLOC_FLAGS |
1187                                                        SLAB_PANIC), NULL, NULL);
1188
1189         if (INDEX_AC != INDEX_L3)
1190                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1191                     kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1192                                       sizes[INDEX_L3].cs_size,
1193                                       ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1194                                       (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL,
1195                                       NULL);
1196
1197         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1198                 /*
1199                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1200                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1201                  * eliminates "false sharing".
1202                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1203                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1204                  */
1205                 if (!sizes->cs_cachep)
1206                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1207                                                              sizes->cs_size,
1208                                                              ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1209                                                              (ARCH_KMALLOC_FLAGS
1210                                                               | SLAB_PANIC),
1211                                                              NULL, NULL);
1212
1213                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
1214                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
1215                         offslab_limit = sizes->cs_size - sizeof(struct slab);
1216                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1217                 }
1218
1219                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1220                                                         sizes->cs_size,
1221                                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1222                                                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS |
1223                                                          SLAB_CACHE_DMA |
1224                                                          SLAB_PANIC), NULL,
1225                                                         NULL);
1226
1227                 sizes++;
1228                 names++;
1229         }
1230         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1231         {
1232                 void *ptr;
1233
1234                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1235
1236                 local_irq_disable();
1237                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1238                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1239                        sizeof(struct arraycache_init));
1240                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1241                 local_irq_enable();
1242
1243                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1244
1245                 local_irq_disable();
1246                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1247                        != &initarray_generic.cache);
1248                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1249                        sizeof(struct arraycache_init));
1250                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1251                     ptr;
1252                 local_irq_enable();
1253         }
1254         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1255         {
1256                 int node;
1257                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1258                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1259                           numa_node_id());
1260
1261                 for_each_online_node(node) {
1262                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1263                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1264
1265                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1266                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1267                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1268                                           node);
1269                         }
1270                 }
1271         }
1272
1273         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1274         {
1275                 struct kmem_cache *cachep;
1276                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1277                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1278                     enable_cpucache(cachep);
1279                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1280         }
1281
1282         /* Done! */
1283         g_cpucache_up = FULL;
1284
1285         /* Register a cpu startup notifier callback
1286          * that initializes cpu_cache_get for all new cpus
1287          */
1288         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1289
1290         /* The reap timers are started later, with a module init call:
1291          * That part of the kernel is not yet operational.
1292          */
1293 }
1294
1295 static int __init cpucache_init(void)
1296 {
1297         int cpu;
1298
1299         /* 
1300          * Register the timers that return unneeded
1301          * pages to gfp.
1302          */
1303         for_each_online_cpu(cpu)
1304             start_cpu_timer(cpu);
1305
1306         return 0;
1307 }
1308
1309 __initcall(cpucache_init);
1310
1311 /*
1312  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1313  *
1314  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1315  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1316  * would be relatively rare and ignorable.
1317  */
1318 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1319 {
1320         struct page *page;
1321         void *addr;
1322         int i;
1323
1324         flags |= cachep->gfpflags;
1325         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1326         if (!page)
1327                 return NULL;
1328         addr = page_address(page);
1329
1330         i = (1 << cachep->gfporder);
1331         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1332                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
1333         add_page_state(nr_slab, i);
1334         while (i--) {
1335                 SetPageSlab(page);
1336                 page++;
1337         }
1338         return addr;
1339 }
1340
1341 /*
1342  * Interface to system's page release.
1343  */
1344 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1345 {
1346         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1347         struct page *page = virt_to_page(addr);
1348         const unsigned long nr_freed = i;
1349
1350         while (i--) {
1351                 if (!TestClearPageSlab(page))
1352                         BUG();
1353                 page++;
1354         }
1355         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1356         if (current->reclaim_state)
1357                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1358         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1359         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1360                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1361 }
1362
1363 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1364 {
1365         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1366         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1367
1368         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1369         if (OFF_SLAB(cachep))
1370                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1371 }
1372
1373 #if DEBUG
1374
1375 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1376 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1377                             unsigned long caller)
1378 {
1379         int size = obj_size(cachep);
1380
1381         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1382
1383         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1384                 return;
1385
1386         *addr++ = 0x12345678;
1387         *addr++ = caller;
1388         *addr++ = smp_processor_id();
1389         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1390         {
1391                 unsigned long *sptr = &caller;
1392                 unsigned long svalue;
1393
1394                 while (!kstack_end(sptr)) {
1395                         svalue = *sptr++;
1396                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1397                                 *addr++ = svalue;
1398                                 size -= sizeof(unsigned long);
1399                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1400                                         break;
1401                         }
1402                 }
1403
1404         }
1405         *addr++ = 0x87654321;
1406 }
1407 #endif
1408
1409 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1410 {
1411         int size = obj_size(cachep);
1412         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1413
1414         memset(addr, val, size);
1415         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1416 }
1417
1418 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1419 {
1420         int i;
1421         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1422         for (i = 0; i < limit; i++) {
1423                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1424         }
1425         printk("\n");
1426 }
1427 #endif
1428
1429 #if DEBUG
1430
1431 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1432 {
1433         int i, size;
1434         char *realobj;
1435
1436         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1437                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1438                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1439                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1440         }
1441
1442         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1443                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1444                        *dbg_userword(cachep, objp));
1445                 print_symbol("(%s)",
1446                              (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1447                 printk("\n");
1448         }
1449         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1450         size = obj_size(cachep);
1451         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1452                 int limit;
1453                 limit = 16;
1454                 if (i + limit > size)
1455                         limit = size - i;
1456                 dump_line(realobj, i, limit);
1457         }
1458 }
1459
1460 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1461 {
1462         char *realobj;
1463         int size, i;
1464         int lines = 0;
1465
1466         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1467         size = obj_size(cachep);
1468
1469         for (i = 0; i < size; i++) {
1470                 char exp = POISON_FREE;
1471                 if (i == size - 1)
1472                         exp = POISON_END;
1473                 if (realobj[i] != exp) {
1474                         int limit;
1475                         /* Mismatch ! */
1476                         /* Print header */
1477                         if (lines == 0) {
1478                                 printk(KERN_ERR
1479                                        "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1480                                        realobj, size);
1481                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1482                         }
1483                         /* Hexdump the affected line */
1484                         i = (i / 16) * 16;
1485                         limit = 16;
1486                         if (i + limit > size)
1487                                 limit = size - i;
1488                         dump_line(realobj, i, limit);
1489                         i += 16;
1490                         lines++;
1491                         /* Limit to 5 lines */
1492                         if (lines > 5)
1493                                 break;
1494                 }
1495         }
1496         if (lines != 0) {
1497                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1498                  * exist:
1499                  */
1500                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1501                 int objnr;
1502
1503                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
1504                 if (objnr) {
1505                         objp = slabp->s_mem + (objnr - 1) * cachep->buffer_size;
1506                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1507                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1508                                realobj, size);
1509                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1510                 }
1511                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1512                         objp = slabp->s_mem + (objnr + 1) * cachep->buffer_size;
1513                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1514                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1515                                realobj, size);
1516                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1517                 }
1518         }
1519 }
1520 #endif
1521
1522 #if DEBUG
1523 /**
1524  * slab_destroy_objs - call the registered destructor for each object in
1525  *      a slab that is to be destroyed.
1526  */
1527 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1528 {
1529         int i;
1530         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1531                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
1532
1533                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1534 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1535                         if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0
1536                             && OFF_SLAB(cachep))
1537                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1538                                                  cachep->buffer_size / PAGE_SIZE,
1539                                                  1);
1540                         else
1541                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1542 #else
1543                         check_poison_obj(cachep, objp);
1544 #endif
1545                 }
1546                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1547                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1548                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1549                                            "was overwritten");
1550                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1551                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1552                                            "was overwritten");
1553                 }
1554                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1555                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1556         }
1557 }
1558 #else
1559 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1560 {
1561         if (cachep->dtor) {
1562                 int i;
1563                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1564                         void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
1565                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1566                 }
1567         }
1568 }
1569 #endif
1570
1571 /**
1572  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1573  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.
1574  * The cache-lock is not held/needed.
1575  */
1576 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1577 {
1578         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1579
1580         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1581         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1582                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1583
1584                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1585                 slab_rcu->cachep = cachep;
1586                 slab_rcu->addr = addr;
1587                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1588         } else {
1589                 kmem_freepages(cachep, addr);
1590                 if (OFF_SLAB(cachep))
1591                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1592         }
1593 }
1594
1595 /* For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same
1596    as size of kmem_list3. */
1597 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1598 {
1599         int node;
1600
1601         for_each_online_node(node) {
1602                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1603                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1604                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1605                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1606         }
1607 }
1608
1609 /**
1610  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1611  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1612  * @size: size of objects to be created in this cache.
1613  * @align: required alignment for the objects.
1614  * @flags: slab allocation flags
1615  *
1616  * Also calculates the number of objects per slab.
1617  *
1618  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1619  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1620  * towards high-order requests, this should be changed.
1621  */
1622 static inline size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1623                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1624 {
1625         size_t left_over = 0;
1626
1627         for (;; cachep->gfporder++) {
1628                 unsigned int num;
1629                 size_t remainder;
1630
1631                 if (cachep->gfporder > MAX_GFP_ORDER) {
1632                         cachep->num = 0;
1633                         break;
1634                 }
1635
1636                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1637                                &remainder, &num);
1638                 if (!num)
1639                         continue;
1640                 /* More than offslab_limit objects will cause problems */
1641                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && cachep->num > offslab_limit)
1642                         break;
1643
1644                 cachep->num = num;
1645                 left_over = remainder;
1646
1647                 /*
1648                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1649                  * currently bad for the gfp()s.
1650                  */
1651                 if (cachep->gfporder >= slab_break_gfp_order)
1652                         break;
1653
1654                 if ((left_over * 8) <= (PAGE_SIZE << cachep->gfporder))
1655                         /* Acceptable internal fragmentation */
1656                         break;
1657         }
1658         return left_over;
1659 }
1660
1661 /**
1662  * kmem_cache_create - Create a cache.
1663  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1664  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1665  * @align: The required alignment for the objects.
1666  * @flags: SLAB flags
1667  * @ctor: A constructor for the objects.
1668  * @dtor: A destructor for the objects.
1669  *
1670  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1671  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1672  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1673  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1674  *
1675  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1676  * the module calling this has to destroy the cache before getting 
1677  * unloaded.
1678  * 
1679  * The flags are
1680  *
1681  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1682  * to catch references to uninitialised memory.
1683  *
1684  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1685  * for buffer overruns.
1686  *
1687  * %SLAB_NO_REAP - Don't automatically reap this cache when we're under
1688  * memory pressure.
1689  *
1690  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1691  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1692  * as davem.
1693  */
1694 struct kmem_cache *
1695 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1696         unsigned long flags, void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1697         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1698 {
1699         size_t left_over, slab_size, ralign;
1700         struct kmem_cache *cachep = NULL;
1701         struct list_head *p;
1702
1703         /*
1704          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1705          */
1706         if ((!name) ||
1707             in_interrupt() ||
1708             (size < BYTES_PER_WORD) ||
1709             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1710                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n",
1711                        __FUNCTION__, name);
1712                 BUG();
1713         }
1714
1715         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1716
1717         list_for_each(p, &cache_chain) {
1718                 struct kmem_cache *pc = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
1719                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1720                 char tmp;
1721                 int res;
1722
1723                 /*
1724                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1725                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1726                  * area of the module.  Print a warning.
1727                  */
1728                 set_fs(KERNEL_DS);
1729                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1730                 set_fs(old_fs);
1731                 if (res) {
1732                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1733                                pc->buffer_size);
1734                         continue;
1735                 }
1736
1737                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1738                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1739                         dump_stack();
1740                         goto oops;
1741                 }
1742         }
1743
1744 #if DEBUG
1745         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1746         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1747                 /* No constructor, but inital state check requested */
1748                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1749                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1750                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1751         }
1752 #if FORCED_DEBUG
1753         /*
1754          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1755          * large objects, if the increased size would increase the object size
1756          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1757          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1758          */
1759         if ((size < 4096
1760              || fls(size - 1) == fls(size - 1 + 3 * BYTES_PER_WORD)))
1761                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1762         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1763                 flags |= SLAB_POISON;
1764 #endif
1765         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1766                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1767 #endif
1768         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1769                 BUG_ON(dtor);
1770
1771         /*
1772          * Always checks flags, a caller might be expecting debug
1773          * support which isn't available.
1774          */
1775         if (flags & ~CREATE_MASK)
1776                 BUG();
1777
1778         /* Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1779          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1780          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1781          */
1782         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
1783                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
1784                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
1785         }
1786
1787         /* calculate out the final buffer alignment: */
1788         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1789         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1790                 /* Default alignment: as specified by the arch code.
1791                  * Except if an object is really small, then squeeze multiple
1792                  * objects into one cacheline.
1793                  */
1794                 ralign = cache_line_size();
1795                 while (size <= ralign / 2)
1796                         ralign /= 2;
1797         } else {
1798                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1799         }
1800         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1801         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1802                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1803                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1804                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1805         }
1806         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1807         if (ralign < align) {
1808                 ralign = align;
1809                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1810                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1811         }
1812         /* 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1813          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1814          */
1815         align = ralign;
1816
1817         /* Get cache's description obj. */
1818         cachep = kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1819         if (!cachep)
1820                 goto oops;
1821         memset(cachep, 0, sizeof(struct kmem_cache));
1822
1823 #if DEBUG
1824         cachep->obj_size = size;
1825
1826         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1827                 /* redzoning only works with word aligned caches */
1828                 align = BYTES_PER_WORD;
1829
1830                 /* add space for red zone words */
1831                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
1832                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
1833         }
1834         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1835                 /* user store requires word alignment and
1836                  * one word storage behind the end of the real
1837                  * object.
1838                  */
1839                 align = BYTES_PER_WORD;
1840                 size += BYTES_PER_WORD;
1841         }
1842 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
1843         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
1844             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
1845                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
1846                 size = PAGE_SIZE;
1847         }
1848 #endif
1849 #endif
1850
1851         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
1852         if (size >= (PAGE_SIZE >> 3))
1853                 /*
1854                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
1855                  * off-slab (should allow better packing of objs).
1856                  */
1857                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
1858
1859         size = ALIGN(size, align);
1860
1861         if ((flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) && size <= PAGE_SIZE) {
1862                 /*
1863                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1864                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1865                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1866                  */
1867                 cachep->gfporder = 0;
1868                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1869                                &left_over, &cachep->num);
1870         } else
1871                 left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
1872
1873         if (!cachep->num) {
1874                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
1875                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1876                 cachep = NULL;
1877                 goto oops;
1878         }
1879         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
1880                           + sizeof(struct slab), align);
1881
1882         /*
1883          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1884          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1885          */
1886         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
1887                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
1888                 left_over -= slab_size;
1889         }
1890
1891         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1892                 /* really off slab. No need for manual alignment */
1893                 slab_size =
1894                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
1895         }
1896
1897         cachep->colour_off = cache_line_size();
1898         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1899         if (cachep->colour_off < align)
1900                 cachep->colour_off = align;
1901         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
1902         cachep->slab_size = slab_size;
1903         cachep->flags = flags;
1904         cachep->gfpflags = 0;
1905         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
1906                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
1907         spin_lock_init(&cachep->spinlock);
1908         cachep->buffer_size = size;
1909
1910         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
1911                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
1912         cachep->ctor = ctor;
1913         cachep->dtor = dtor;
1914         cachep->name = name;
1915
1916         /* Don't let CPUs to come and go */
1917         lock_cpu_hotplug();
1918
1919         if (g_cpucache_up == FULL) {
1920                 enable_cpucache(cachep);
1921         } else {
1922                 if (g_cpucache_up == NONE) {
1923                         /* Note: the first kmem_cache_create must create
1924                          * the cache that's used by kmalloc(24), otherwise
1925                          * the creation of further caches will BUG().
1926                          */
1927                         cachep->array[smp_processor_id()] =
1928                             &initarray_generic.cache;
1929
1930                         /* If the cache that's used by
1931                          * kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is the first cache,
1932                          * then we need to set up all its list3s, otherwise
1933                          * the creation of further caches will BUG().
1934                          */
1935                         set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1936                         if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1937                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1938                         else
1939                                 g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1940                 } else {
1941                         cachep->array[smp_processor_id()] =
1942                             kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1943
1944                         if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1945                                 set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1946                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1947                         } else {
1948                                 int node;
1949                                 for_each_online_node(node) {
1950
1951                                         cachep->nodelists[node] =
1952                                             kmalloc_node(sizeof
1953                                                          (struct kmem_list3),
1954                                                          GFP_KERNEL, node);
1955                                         BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1956                                         kmem_list3_init(cachep->
1957                                                         nodelists[node]);
1958                                 }
1959                         }
1960                 }
1961                 cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1962                     jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1963                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1964
1965                 BUG_ON(!cpu_cache_get(cachep));
1966                 cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1967                 cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1968                 cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1969                 cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1970                 cachep->batchcount = 1;
1971                 cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1972         }
1973
1974         /* cache setup completed, link it into the list */
1975         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
1976         unlock_cpu_hotplug();
1977       oops:
1978         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
1979                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
1980                       name);
1981         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1982         return cachep;
1983 }
1984 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
1985
1986 #if DEBUG
1987 static void check_irq_off(void)
1988 {
1989         BUG_ON(!irqs_disabled());
1990 }
1991
1992 static void check_irq_on(void)
1993 {
1994         BUG_ON(irqs_disabled());
1995 }
1996
1997 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
1998 {
1999 #ifdef CONFIG_SMP
2000         check_irq_off();
2001         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2002 #endif
2003 }
2004
2005 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2006 {
2007 #ifdef CONFIG_SMP
2008         check_irq_off();
2009         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2010 #endif
2011 }
2012
2013 #else
2014 #define check_irq_off() do { } while(0)
2015 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2016 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2017 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2018 #endif
2019
2020 /*
2021  * Waits for all CPUs to execute func().
2022  */
2023 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func)(void *arg), void *arg)
2024 {
2025         check_irq_on();
2026         preempt_disable();
2027
2028         local_irq_disable();
2029         func(arg);
2030         local_irq_enable();
2031
2032         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
2033                 BUG();
2034
2035         preempt_enable();
2036 }
2037
2038 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
2039                                 int force, int node);
2040
2041 static void do_drain(void *arg)
2042 {
2043         struct kmem_cache *cachep = (struct kmem_cache *) arg;
2044         struct array_cache *ac;
2045         int node = numa_node_id();
2046
2047         check_irq_off();
2048         ac = cpu_cache_get(cachep);
2049         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2050         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2051         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2052         ac->avail = 0;
2053 }
2054
2055 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2056 {
2057         struct kmem_list3 *l3;
2058         int node;
2059
2060         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
2061         check_irq_on();
2062         for_each_online_node(node) {
2063                 l3 = cachep->nodelists[node];
2064                 if (l3) {
2065                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2066                         drain_array_locked(cachep, l3->shared, 1, node);
2067                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2068                         if (l3->alien)
2069                                 drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2070                 }
2071         }
2072 }
2073
2074 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2075 {
2076         struct slab *slabp;
2077         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2078         int ret;
2079
2080         for (;;) {
2081                 struct list_head *p;
2082
2083                 p = l3->slabs_free.prev;
2084                 if (p == &l3->slabs_free)
2085                         break;
2086
2087                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2088 #if DEBUG
2089                 if (slabp->inuse)
2090                         BUG();
2091 #endif
2092                 list_del(&slabp->list);
2093
2094                 l3->free_objects -= cachep->num;
2095                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2096                 slab_destroy(cachep, slabp);
2097                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2098         }
2099         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2100         return ret;
2101 }
2102
2103 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2104 {
2105         int ret = 0, i = 0;
2106         struct kmem_list3 *l3;
2107
2108         drain_cpu_caches(cachep);
2109
2110         check_irq_on();
2111         for_each_online_node(i) {
2112                 l3 = cachep->nodelists[i];
2113                 if (l3) {
2114                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2115                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2116                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2117                 }
2118         }
2119         return (ret ? 1 : 0);
2120 }
2121
2122 /**
2123  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2124  * @cachep: The cache to shrink.
2125  *
2126  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2127  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2128  */
2129 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2130 {
2131         if (!cachep || in_interrupt())
2132                 BUG();
2133
2134         return __cache_shrink(cachep);
2135 }
2136 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2137
2138 /**
2139  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2140  * @cachep: the cache to destroy
2141  *
2142  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2143  * Returns 0 on success.
2144  *
2145  * It is expected this function will be called by a module when it is
2146  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2147  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2148  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2149  *
2150  * The cache must be empty before calling this function.
2151  *
2152  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2153  * during the kmem_cache_destroy().
2154  */
2155 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2156 {
2157         int i;
2158         struct kmem_list3 *l3;
2159
2160         if (!cachep || in_interrupt())
2161                 BUG();
2162
2163         /* Don't let CPUs to come and go */
2164         lock_cpu_hotplug();
2165
2166         /* Find the cache in the chain of caches. */
2167         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2168         /*
2169          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2170          */
2171         list_del(&cachep->next);
2172         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2173
2174         if (__cache_shrink(cachep)) {
2175                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2176                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2177                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2178                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2179                 unlock_cpu_hotplug();
2180                 return 1;
2181         }
2182
2183         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2184                 synchronize_rcu();
2185
2186         for_each_online_cpu(i)
2187             kfree(cachep->array[i]);
2188
2189         /* NUMA: free the list3 structures */
2190         for_each_online_node(i) {
2191                 if ((l3 = cachep->nodelists[i])) {
2192                         kfree(l3->shared);
2193                         free_alien_cache(l3->alien);
2194                         kfree(l3);
2195                 }
2196         }
2197         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2198
2199         unlock_cpu_hotplug();
2200
2201         return 0;
2202 }
2203 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2204
2205 /* Get the memory for a slab management obj. */
2206 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2207                                    int colour_off, gfp_t local_flags)
2208 {
2209         struct slab *slabp;
2210
2211         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2212                 /* Slab management obj is off-slab. */
2213                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
2214                 if (!slabp)
2215                         return NULL;
2216         } else {
2217                 slabp = objp + colour_off;
2218                 colour_off += cachep->slab_size;
2219         }
2220         slabp->inuse = 0;
2221         slabp->colouroff = colour_off;
2222         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2223
2224         return slabp;
2225 }
2226
2227 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2228 {
2229         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2230 }
2231
2232 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2233                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2234 {
2235         int i;
2236
2237         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2238                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
2239 #if DEBUG
2240                 /* need to poison the objs? */
2241                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2242                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2243                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2244                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2245
2246                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2247                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2248                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2249                 }
2250                 /*
2251                  * Constructors are not allowed to allocate memory from
2252                  * the same cache which they are a constructor for.
2253                  * Otherwise, deadlock. They must also be threaded.
2254                  */
2255                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2256                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2257                                      ctor_flags);
2258
2259                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2260                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2261                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2262                                            " end of an object");
2263                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2264                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2265                                            " start of an object");
2266                 }
2267                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)
2268                     && cachep->flags & SLAB_POISON)
2269                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2270                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2271 #else
2272                 if (cachep->ctor)
2273                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2274 #endif
2275                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2276         }
2277         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2278         slabp->free = 0;
2279 }
2280
2281 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2282 {
2283         if (flags & SLAB_DMA) {
2284                 if (!(cachep->gfpflags & GFP_DMA))
2285                         BUG();
2286         } else {
2287                 if (cachep->gfpflags & GFP_DMA)
2288                         BUG();
2289         }
2290 }
2291
2292 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, int nodeid)
2293 {
2294         void *objp = slabp->s_mem + (slabp->free * cachep->buffer_size);
2295         kmem_bufctl_t next;
2296
2297         slabp->inuse++;
2298         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2299 #if DEBUG
2300         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2301         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2302 #endif
2303         slabp->free = next;
2304
2305         return objp;
2306 }
2307
2308 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, void *objp,
2309                           int nodeid)
2310 {
2311         unsigned int objnr = (unsigned)(objp-slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2312
2313 #if DEBUG
2314         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2315         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2316
2317         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2318                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2319                        "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2320                 BUG();
2321         }
2322 #endif
2323         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2324         slabp->free = objnr;
2325         slabp->inuse--;
2326 }
2327
2328 static void set_slab_attr(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, void *objp)
2329 {
2330         int i;
2331         struct page *page;
2332
2333         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2334         i = 1 << cachep->gfporder;
2335         page = virt_to_page(objp);
2336         do {
2337                 page_set_cache(page, cachep);
2338                 page_set_slab(page, slabp);
2339                 page++;
2340         } while (--i);
2341 }
2342
2343 /*
2344  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2345  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2346  */
2347 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2348 {
2349         struct slab *slabp;
2350         void *objp;
2351         size_t offset;
2352         gfp_t local_flags;
2353         unsigned long ctor_flags;
2354         struct kmem_list3 *l3;
2355
2356         /* Be lazy and only check for valid flags here,
2357          * keeping it out of the critical path in kmem_cache_alloc().
2358          */
2359         if (flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW))
2360                 BUG();
2361         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2362                 return 0;
2363
2364         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2365         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2366         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2367                 /*
2368                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2369                  * this - it might need to know...
2370                  */
2371                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2372
2373         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2374         check_irq_off();
2375         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2376         spin_lock(&l3->list_lock);
2377
2378         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2379         offset = l3->colour_next;
2380         l3->colour_next++;
2381         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2382                 l3->colour_next = 0;
2383         spin_unlock(&l3->list_lock);
2384
2385         offset *= cachep->colour_off;
2386
2387         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2388                 local_irq_enable();
2389
2390         /*
2391          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2392          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2393          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2394          * will eventually be caught here (where it matters).
2395          */
2396         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2397
2398         /* Get mem for the objs.
2399          * Attempt to allocate a physical page from 'nodeid',
2400          */
2401         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid)))
2402                 goto failed;
2403
2404         /* Get slab management. */
2405         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags)))
2406                 goto opps1;
2407
2408         slabp->nodeid = nodeid;
2409         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2410
2411         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2412
2413         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2414                 local_irq_disable();
2415         check_irq_off();
2416         spin_lock(&l3->list_lock);
2417
2418         /* Make slab active. */
2419         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2420         STATS_INC_GROWN(cachep);
2421         l3->free_objects += cachep->num;
2422         spin_unlock(&l3->list_lock);
2423         return 1;
2424       opps1:
2425         kmem_freepages(cachep, objp);
2426       failed:
2427         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2428                 local_irq_disable();
2429         return 0;
2430 }
2431
2432 #if DEBUG
2433
2434 /*
2435  * Perform extra freeing checks:
2436  * - detect bad pointers.
2437  * - POISON/RED_ZONE checking
2438  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2439  */
2440 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2441 {
2442         struct page *page;
2443
2444         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2445                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2446                        (unsigned long)objp);
2447                 BUG();
2448         }
2449         page = virt_to_page(objp);
2450         if (!PageSlab(page)) {
2451                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2452                        (unsigned long)objp);
2453                 BUG();
2454         }
2455 }
2456
2457 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2458                                    void *caller)
2459 {
2460         struct page *page;
2461         unsigned int objnr;
2462         struct slab *slabp;
2463
2464         objp -= obj_offset(cachep);
2465         kfree_debugcheck(objp);
2466         page = virt_to_page(objp);
2467
2468         if (page_get_cache(page) != cachep) {
2469                 printk(KERN_ERR
2470                        "mismatch in kmem_cache_free: expected cache %p, got %p\n",
2471                        page_get_cache(page), cachep);
2472                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2473                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", page_get_cache(page),
2474                        page_get_cache(page)->name);
2475                 WARN_ON(1);
2476         }
2477         slabp = page_get_slab(page);
2478
2479         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2480                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE
2481                     || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2482                         slab_error(cachep,
2483                                    "double free, or memory outside"
2484                                    " object was overwritten");
2485                         printk(KERN_ERR
2486                                "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2487                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2488                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2489                 }
2490                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2491                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2492         }
2493         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2494                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2495
2496         objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2497
2498         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2499         BUG_ON(objp != slabp->s_mem + objnr * cachep->buffer_size);
2500
2501         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2502                 /* Need to call the slab's constructor so the
2503                  * caller can perform a verify of its state (debugging).
2504                  * Called without the cache-lock held.
2505                  */
2506                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2507                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2508         }
2509         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2510                 /* we want to cache poison the object,
2511                  * call the destruction callback
2512                  */
2513                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2514         }
2515         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2516 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2517                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2518                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2519                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2520                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2521                 } else {
2522                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2523                 }
2524 #else
2525                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2526 #endif
2527         }
2528         return objp;
2529 }
2530
2531 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2532 {
2533         kmem_bufctl_t i;
2534         int entries = 0;
2535
2536         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2537         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2538                 entries++;
2539                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2540                         goto bad;
2541         }
2542         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2543               bad:
2544                 printk(KERN_ERR
2545                        "slab: Internal list corruption detected in cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2546                        cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2547                 for (i = 0;
2548                      i < sizeof(slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2549                      i++) {
2550                         if ((i % 16) == 0)
2551                                 printk("\n%03x:", i);
2552                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2553                 }
2554                 printk("\n");
2555                 BUG();
2556         }
2557 }
2558 #else
2559 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2560 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2561 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2562 #endif
2563
2564 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2565 {
2566         int batchcount;
2567         struct kmem_list3 *l3;
2568         struct array_cache *ac;
2569
2570         check_irq_off();
2571         ac = cpu_cache_get(cachep);
2572       retry:
2573         batchcount = ac->batchcount;
2574         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2575                 /* if there was little recent activity on this
2576                  * cache, then perform only a partial refill.
2577                  * Otherwise we could generate refill bouncing.
2578                  */
2579                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2580         }
2581         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2582
2583         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2584         spin_lock(&l3->list_lock);
2585
2586         if (l3->shared) {
2587                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2588                 if (shared_array->avail) {
2589                         if (batchcount > shared_array->avail)
2590                                 batchcount = shared_array->avail;
2591                         shared_array->avail -= batchcount;
2592                         ac->avail = batchcount;
2593                         memcpy(ac->entry,
2594                                &(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2595                                sizeof(void *) * batchcount);
2596                         shared_array->touched = 1;
2597                         goto alloc_done;
2598                 }
2599         }
2600         while (batchcount > 0) {
2601                 struct list_head *entry;
2602                 struct slab *slabp;
2603                 /* Get slab alloc is to come from. */
2604                 entry = l3->slabs_partial.next;
2605                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2606                         l3->free_touched = 1;
2607                         entry = l3->slabs_free.next;
2608                         if (entry == &l3->slabs_free)
2609                                 goto must_grow;
2610                 }
2611
2612                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2613                 check_slabp(cachep, slabp);
2614                 check_spinlock_acquired(cachep);
2615                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2616                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2617                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2618                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2619
2620                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2621                                                             numa_node_id());
2622                 }
2623                 check_slabp(cachep, slabp);
2624
2625                 /* move slabp to correct slabp list: */
2626                 list_del(&slabp->list);
2627                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2628                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2629                 else
2630                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2631         }
2632
2633       must_grow:
2634         l3->free_objects -= ac->avail;
2635       alloc_done:
2636         spin_unlock(&l3->list_lock);
2637
2638         if (unlikely(!ac->avail)) {
2639                 int x;
2640                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2641
2642                 // cache_grow can reenable interrupts, then ac could change.
2643                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2644                 if (!x && ac->avail == 0)       // no objects in sight? abort
2645                         return NULL;
2646
2647                 if (!ac->avail) // objects refilled by interrupt?
2648                         goto retry;
2649         }
2650         ac->touched = 1;
2651         return ac->entry[--ac->avail];
2652 }
2653
2654 static inline void
2655 cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2656 {
2657         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2658 #if DEBUG
2659         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2660 #endif
2661 }
2662
2663 #if DEBUG
2664 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2665                                         void *objp, void *caller)
2666 {
2667         if (!objp)
2668                 return objp;
2669         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2670 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2671                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2672                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2673                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2674                 else
2675                         check_poison_obj(cachep, objp);
2676 #else
2677                 check_poison_obj(cachep, objp);
2678 #endif
2679                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2680         }
2681         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2682                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2683
2684         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2685                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE
2686                     || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2687                         slab_error(cachep,
2688                                    "double free, or memory outside"
2689                                    " object was overwritten");
2690                         printk(KERN_ERR
2691                                "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2692                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2693                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2694                 }
2695                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2696                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2697         }
2698         objp += obj_offset(cachep);
2699         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2700                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2701
2702                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2703                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2704
2705                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2706         }
2707         return objp;
2708 }
2709 #else
2710 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2711 #endif
2712
2713 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2714 {
2715         void *objp;
2716         struct array_cache *ac;
2717
2718 #ifdef CONFIG_NUMA
2719         if (unlikely(current->mempolicy && !in_interrupt())) {
2720                 int nid = slab_node(current->mempolicy);
2721
2722                 if (nid != numa_node_id())
2723                         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid);
2724         }
2725 #endif
2726
2727         check_irq_off();
2728         ac = cpu_cache_get(cachep);
2729         if (likely(ac->avail)) {
2730                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2731                 ac->touched = 1;
2732                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2733         } else {
2734                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2735                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2736         }
2737         return objp;
2738 }
2739
2740 static __always_inline void *
2741 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
2742 {
2743         unsigned long save_flags;
2744         void *objp;
2745
2746         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2747
2748         local_irq_save(save_flags);
2749         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2750         local_irq_restore(save_flags);
2751         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2752                                             caller);
2753         prefetchw(objp);
2754         return objp;
2755 }
2756
2757 #ifdef CONFIG_NUMA
2758 /*
2759  * A interface to enable slab creation on nodeid
2760  */
2761 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2762 {
2763         struct list_head *entry;
2764         struct slab *slabp;
2765         struct kmem_list3 *l3;
2766         void *obj;
2767         int x;
2768
2769         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2770         BUG_ON(!l3);
2771
2772       retry:
2773         check_irq_off();
2774         spin_lock(&l3->list_lock);
2775         entry = l3->slabs_partial.next;
2776         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2777                 l3->free_touched = 1;
2778                 entry = l3->slabs_free.next;
2779                 if (entry == &l3->slabs_free)
2780                         goto must_grow;
2781         }
2782
2783         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2784         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2785         check_slabp(cachep, slabp);
2786
2787         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2788         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2789         STATS_SET_HIGH(cachep);
2790
2791         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
2792
2793         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
2794         check_slabp(cachep, slabp);
2795         l3->free_objects--;
2796         /* move slabp to correct slabp list: */
2797         list_del(&slabp->list);
2798
2799         if (slabp->free == BUFCTL_END) {
2800                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2801         } else {
2802                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2803         }
2804
2805         spin_unlock(&l3->list_lock);
2806         goto done;
2807
2808       must_grow:
2809         spin_unlock(&l3->list_lock);
2810         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
2811
2812         if (!x)
2813                 return NULL;
2814
2815         goto retry;
2816       done:
2817         return obj;
2818 }
2819 #endif
2820
2821 /*
2822  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
2823  */
2824 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
2825                        int node)
2826 {
2827         int i;
2828         struct kmem_list3 *l3;
2829
2830         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2831                 void *objp = objpp[i];
2832                 struct slab *slabp;
2833
2834                 slabp = virt_to_slab(objp);
2835                 l3 = cachep->nodelists[node];
2836                 list_del(&slabp->list);
2837                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
2838                 check_slabp(cachep, slabp);
2839                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
2840                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2841                 l3->free_objects++;
2842                 check_slabp(cachep, slabp);
2843
2844                 /* fixup slab chains */
2845                 if (slabp->inuse == 0) {
2846                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
2847                                 l3->free_objects -= cachep->num;
2848                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2849                         } else {
2850                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
2851                         }
2852                 } else {
2853                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2854                          * partial list on free - maximum time for the
2855                          * other objects to be freed, too.
2856                          */
2857                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2858                 }
2859         }
2860 }
2861
2862 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
2863 {
2864         int batchcount;
2865         struct kmem_list3 *l3;
2866         int node = numa_node_id();
2867
2868         batchcount = ac->batchcount;
2869 #if DEBUG
2870         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2871 #endif
2872         check_irq_off();
2873         l3 = cachep->nodelists[node];
2874         spin_lock(&l3->list_lock);
2875         if (l3->shared) {
2876                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2877                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
2878                 if (max) {
2879                         if (batchcount > max)
2880                                 batchcount = max;
2881                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2882                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
2883                         shared_array->avail += batchcount;
2884                         goto free_done;
2885                 }
2886         }
2887
2888         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
2889       free_done:
2890 #if STATS
2891         {
2892                 int i = 0;
2893                 struct list_head *p;
2894
2895                 p = l3->slabs_free.next;
2896                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
2897                         struct slab *slabp;
2898
2899                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2900                         BUG_ON(slabp->inuse);
2901
2902                         i++;
2903                         p = p->next;
2904                 }
2905                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2906         }
2907 #endif
2908         spin_unlock(&l3->list_lock);
2909         ac->avail -= batchcount;
2910         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]),
2911                 sizeof(void *) * ac->avail);
2912 }
2913
2914 /*
2915  * __cache_free
2916  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed
2917  * state, it must be in this state _before_ it is released.
2918  *
2919  * Called with disabled ints.
2920  */
2921 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
2922 {
2923         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
2924
2925         check_irq_off();
2926         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
2927
2928         /* Make sure we are not freeing a object from another
2929          * node to the array cache on this cpu.
2930          */
2931 #ifdef CONFIG_NUMA
2932         {
2933                 struct slab *slabp;
2934                 slabp = virt_to_slab(objp);
2935                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
2936                         struct array_cache *alien = NULL;
2937                         int nodeid = slabp->nodeid;
2938                         struct kmem_list3 *l3 =
2939                             cachep->nodelists[numa_node_id()];
2940
2941                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
2942                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
2943                                 alien = l3->alien[nodeid];
2944                                 spin_lock(&alien->lock);
2945                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit))
2946                                         __drain_alien_cache(cachep,
2947                                                             alien, nodeid);
2948                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
2949                                 spin_unlock(&alien->lock);
2950                         } else {
2951                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
2952                                           list_lock);
2953                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
2954                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
2955                                             list_lock);
2956                         }
2957                         return;
2958                 }
2959         }
2960 #endif
2961         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
2962                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
2963                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
2964                 return;
2965         } else {
2966                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
2967                 cache_flusharray(cachep, ac);
2968                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
2969         }
2970 }
2971
2972 /**
2973  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
2974  * @cachep: The cache to allocate from.
2975  * @flags: See kmalloc().
2976  *
2977  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
2978  * if the cache has no available objects.
2979  */
2980 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2981 {
2982         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
2983 }
2984 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2985
2986 /**
2987  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
2988  *      be a slab entry.
2989  * @cachep: the cache we're checking against
2990  * @ptr: pointer to validate
2991  *
2992  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
2993  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
2994  * part of the slab cache in question, but it at least
2995  * validates that the pointer can be dereferenced and
2996  * looks half-way sane.
2997  *
2998  * Currently only used for dentry validation.
2999  */
3000 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3001 {
3002         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3003         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3004         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3005         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3006         struct page *page;
3007
3008         if (unlikely(addr < min_addr))
3009                 goto out;
3010         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3011                 goto out;
3012         if (unlikely(addr & align_mask))
3013                 goto out;
3014         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3015                 goto out;
3016         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3017                 goto out;
3018         page = virt_to_page(ptr);
3019         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3020                 goto out;
3021         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3022                 goto out;
3023         return 1;
3024       out:
3025         return 0;
3026 }
3027
3028 #ifdef CONFIG_NUMA
3029 /**
3030  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3031  * @cachep: The cache to allocate from.
3032  * @flags: See kmalloc().
3033  * @nodeid: node number of the target node.
3034  *
3035  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3036  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3037  * can improve the performance for cpu bound structures.
3038  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3039  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3040  */
3041 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3042 {
3043         unsigned long save_flags;
3044         void *ptr;
3045
3046         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3047         local_irq_save(save_flags);
3048
3049         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3050             !cachep->nodelists[nodeid])
3051                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3052         else
3053                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3054         local_irq_restore(save_flags);
3055
3056         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3057                                            __builtin_return_address(0));
3058
3059         return ptr;
3060 }
3061 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3062
3063 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3064 {
3065         struct kmem_cache *cachep;
3066
3067         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3068         if (unlikely(cachep == NULL))
3069                 return NULL;
3070         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3071 }
3072 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3073 #endif
3074
3075 /**
3076  * kmalloc - allocate memory
3077  * @size: how many bytes of memory are required.
3078  * @flags: the type of memory to allocate.
3079  *
3080  * kmalloc is the normal method of allocating memory
3081  * in the kernel.
3082  *
3083  * The @flags argument may be one of:
3084  *
3085  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
3086  *
3087  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
3088  *
3089  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
3090  *
3091  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
3092  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
3093  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
3094  * from the first 16MB.
3095  */
3096 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3097                                           void *caller)
3098 {
3099         struct kmem_cache *cachep;
3100
3101         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3102          * __ with kmem_.
3103          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3104          * functions.
3105          */
3106         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3107         if (unlikely(cachep == NULL))
3108                 return NULL;
3109         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3110 }
3111
3112 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3113
3114 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3115 {
3116         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3117 }
3118 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3119
3120 #else
3121
3122 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3123 {
3124         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3125 }
3126 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3127
3128 #endif
3129
3130 #ifdef CONFIG_SMP
3131 /**
3132  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3133  * cpu in the system, zeroing them.
3134  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3135  *
3136  * @size: how many bytes of memory are required.
3137  */
3138 void *__alloc_percpu(size_t size)
3139 {
3140         int i;
3141         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3142
3143         if (!pdata)
3144                 return NULL;
3145
3146         /*
3147          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3148          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3149          * that we have allocated then....
3150          */
3151         for_each_cpu(i) {
3152                 int node = cpu_to_node(i);
3153
3154                 if (node_online(node))
3155                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3156                 else
3157                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3158
3159                 if (!pdata->ptrs[i])
3160                         goto unwind_oom;
3161                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3162         }
3163
3164         /* Catch derefs w/o wrappers */
3165         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3166
3167       unwind_oom:
3168         while (--i >= 0) {
3169                 if (!cpu_possible(i))
3170                         continue;
3171                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3172         }
3173         kfree(pdata);
3174         return NULL;
3175 }
3176 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3177 #endif
3178
3179 /**
3180  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3181  * @cachep: The cache the allocation was from.
3182  * @objp: The previously allocated object.
3183  *
3184  * Free an object which was previously allocated from this
3185  * cache.
3186  */
3187 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3188 {
3189         unsigned long flags;
3190
3191         local_irq_save(flags);
3192         __cache_free(cachep, objp);
3193         local_irq_restore(flags);
3194 }
3195 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3196
3197 /**
3198  * kfree - free previously allocated memory
3199  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3200  *
3201  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3202  *
3203  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3204  * or you will run into trouble.
3205  */
3206 void kfree(const void *objp)
3207 {
3208         struct kmem_cache *c;
3209         unsigned long flags;
3210
3211         if (unlikely(!objp))
3212                 return;
3213         local_irq_save(flags);
3214         kfree_debugcheck(objp);
3215         c = virt_to_cache(objp);
3216         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3217         __cache_free(c, (void *)objp);
3218         local_irq_restore(flags);
3219 }
3220 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3221
3222 #ifdef CONFIG_SMP
3223 /**
3224  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3225  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3226  *
3227  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3228  * The complemented objp is to check for that.
3229  */
3230 void free_percpu(const void *objp)
3231 {
3232         int i;
3233         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3234
3235         /*
3236          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3237          */
3238         for_each_cpu(i)
3239             kfree(p->ptrs[i]);
3240         kfree(p);
3241 }
3242 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3243 #endif
3244
3245 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3246 {
3247         return obj_size(cachep);
3248 }
3249 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3250
3251 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3252 {
3253         return cachep->name;
3254 }
3255 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3256
3257 /*
3258  * This initializes kmem_list3 for all nodes.
3259  */
3260 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3261 {
3262         int node;
3263         struct kmem_list3 *l3;
3264         int err = 0;
3265
3266         for_each_online_node(node) {
3267                 struct array_cache *nc = NULL, *new;
3268                 struct array_cache **new_alien = NULL;
3269 #ifdef CONFIG_NUMA
3270                 if (!(new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit)))
3271                         goto fail;
3272 #endif
3273                 if (!(new = alloc_arraycache(node, (cachep->shared *
3274                                                     cachep->batchcount),
3275                                              0xbaadf00d)))
3276                         goto fail;
3277                 if ((l3 = cachep->nodelists[node])) {
3278
3279                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3280
3281                         if ((nc = cachep->nodelists[node]->shared))
3282                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
3283
3284                         l3->shared = new;
3285                         if (!cachep->nodelists[node]->alien) {
3286                                 l3->alien = new_alien;
3287                                 new_alien = NULL;
3288                         }
3289                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3290                             cachep->batchcount + cachep->num;
3291                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3292                         kfree(nc);
3293                         free_alien_cache(new_alien);
3294                         continue;
3295                 }
3296                 if (!(l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
3297                                         GFP_KERNEL, node)))
3298                         goto fail;
3299
3300                 kmem_list3_init(l3);
3301                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3302                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3303                 l3->shared = new;
3304                 l3->alien = new_alien;
3305                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3306                     cachep->batchcount + cachep->num;
3307                 cachep->nodelists[node] = l3;
3308         }
3309         return err;
3310       fail:
3311         err = -ENOMEM;
3312         return err;
3313 }
3314
3315 struct ccupdate_struct {
3316         struct kmem_cache *cachep;
3317         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3318 };
3319
3320 static void do_ccupdate_local(void *info)
3321 {
3322         struct ccupdate_struct *new = (struct ccupdate_struct *)info;
3323         struct array_cache *old;
3324
3325         check_irq_off();
3326         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3327
3328         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3329         new->new[smp_processor_id()] = old;
3330 }
3331
3332 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit, int batchcount,
3333                             int shared)
3334 {
3335         struct ccupdate_struct new;
3336         int i, err;
3337
3338         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3339         for_each_online_cpu(i) {
3340                 new.new[i] =
3341                     alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit, batchcount);
3342                 if (!new.new[i]) {
3343                         for (i--; i >= 0; i--)
3344                                 kfree(new.new[i]);
3345                         return -ENOMEM;
3346                 }
3347         }
3348         new.cachep = cachep;
3349
3350         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
3351
3352         check_irq_on();
3353         spin_lock(&cachep->spinlock);
3354         cachep->batchcount = batchcount;
3355         cachep->limit = limit;
3356         cachep->shared = shared;
3357         spin_unlock(&cachep->spinlock);
3358
3359         for_each_online_cpu(i) {
3360                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3361                 if (!ccold)
3362                         continue;
3363                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3364                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3365                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3366                 kfree(ccold);
3367         }
3368
3369         err = alloc_kmemlist(cachep);
3370         if (err) {
3371                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3372                        cachep->name, -err);
3373                 BUG();
3374         }
3375         return 0;
3376 }
3377
3378 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3379 {
3380         int err;
3381         int limit, shared;
3382
3383         /* The head array serves three purposes:
3384          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3385          * - reduce the number of spinlock operations.
3386          * - reduce the number of linked list operations on the slab and 
3387          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3388          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3389          * Bonwick.
3390          */
3391         if (cachep->buffer_size > 131072)
3392                 limit = 1;
3393         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3394                 limit = 8;
3395         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3396                 limit = 24;
3397         else if (cachep->buffer_size > 256)
3398                 limit = 54;
3399         else
3400                 limit = 120;
3401
3402         /* Cpu bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3403          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3404          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3405          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3406          * replaces Bonwick's magazine layer.
3407          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3408          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3409          */
3410         shared = 0;
3411 #ifdef CONFIG_SMP
3412         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3413                 shared = 8;
3414 #endif
3415
3416 #if DEBUG
3417         /* With debugging enabled, large batchcount lead to excessively
3418          * long periods with disabled local interrupts. Limit the 
3419          * batchcount
3420          */
3421         if (limit > 32)
3422                 limit = 32;
3423 #endif
3424         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3425         if (err)
3426                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3427                        cachep->name, -err);
3428 }
3429
3430 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
3431                                 int force, int node)
3432 {
3433         int tofree;
3434
3435         check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3436         if (ac->touched && !force) {
3437                 ac->touched = 0;
3438         } else if (ac->avail) {
3439                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3440                 if (tofree > ac->avail) {
3441                         tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3442                 }
3443                 free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3444                 ac->avail -= tofree;
3445                 memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3446                         sizeof(void *) * ac->avail);
3447         }
3448 }
3449
3450 /**
3451  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3452  * @unused: unused parameter
3453  *
3454  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3455  * Purpose:
3456  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3457  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3458  *
3459  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll
3460  * try again on the next iteration.
3461  */
3462 static void cache_reap(void *unused)
3463 {
3464         struct list_head *walk;
3465         struct kmem_list3 *l3;
3466
3467         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3468                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3469                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3470                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3471                 return;
3472         }
3473
3474         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3475                 struct kmem_cache *searchp;
3476                 struct list_head *p;
3477                 int tofree;
3478                 struct slab *slabp;
3479
3480                 searchp = list_entry(walk, struct kmem_cache, next);
3481
3482                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
3483                         goto next;
3484
3485                 check_irq_on();
3486
3487                 l3 = searchp->nodelists[numa_node_id()];
3488                 if (l3->alien)
3489                         drain_alien_cache(searchp, l3->alien);
3490                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3491
3492                 drain_array_locked(searchp, cpu_cache_get(searchp), 0,
3493                                    numa_node_id());
3494
3495                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3496                         goto next_unlock;
3497
3498                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3499
3500                 if (l3->shared)
3501                         drain_array_locked(searchp, l3->shared, 0,
3502                                            numa_node_id());
3503
3504                 if (l3->free_touched) {
3505                         l3->free_touched = 0;
3506                         goto next_unlock;
3507                 }
3508
3509                 tofree =
3510                     (l3->free_limit + 5 * searchp->num -
3511                      1) / (5 * searchp->num);
3512                 do {
3513                         p = l3->slabs_free.next;
3514                         if (p == &(l3->slabs_free))
3515                                 break;
3516
3517                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3518                         BUG_ON(slabp->inuse);
3519                         list_del(&slabp->list);
3520                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3521
3522                         /* Safe to drop the lock. The slab is no longer
3523                          * linked to the cache.
3524                          * searchp cannot disappear, we hold
3525                          * cache_chain_lock
3526                          */
3527                         l3->free_objects -= searchp->num;
3528                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3529                         slab_destroy(searchp, slabp);
3530                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3531                 } while (--tofree > 0);
3532               next_unlock:
3533                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3534               next:
3535                 cond_resched();
3536         }
3537         check_irq_on();
3538         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3539         drain_remote_pages();
3540         /* Setup the next iteration */
3541         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3542 }
3543
3544 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3545
3546 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3547 {
3548         /*
3549          * Output format version, so at least we can change it
3550          * without _too_ many complaints.
3551          */
3552 #if STATS
3553         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3554 #else
3555         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3556 #endif
3557         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3558                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3559         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3560         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3561 #if STATS
3562         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3563                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees>");
3564         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3565 #endif
3566         seq_putc(m, '\n');
3567 }
3568
3569 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3570 {
3571         loff_t n = *pos;
3572         struct list_head *p;
3573
3574         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3575         if (!n)
3576                 print_slabinfo_header(m);
3577         p = cache_chain.next;
3578         while (n--) {
3579                 p = p->next;
3580                 if (p == &cache_chain)
3581                         return NULL;
3582         }
3583         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3584 }
3585
3586 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3587 {
3588         struct kmem_cache *cachep = p;
3589         ++*pos;
3590         return cachep->next.next == &cache_chain ? NULL
3591             : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3592 }
3593
3594 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3595 {
3596         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3597 }
3598
3599 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3600 {
3601         struct kmem_cache *cachep = p;
3602         struct list_head *q;
3603         struct slab *slabp;
3604         unsigned long active_objs;
3605         unsigned long num_objs;
3606         unsigned long active_slabs = 0;
3607         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3608         const char *name;
3609         char *error = NULL;
3610         int node;
3611         struct kmem_list3 *l3;
3612
3613         spin_lock(&cachep->spinlock);
3614         active_objs = 0;
3615         num_slabs = 0;
3616         for_each_online_node(node) {
3617                 l3 = cachep->nodelists[node];
3618                 if (!l3)
3619                         continue;
3620
3621                 check_irq_on();
3622                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3623
3624                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
3625                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3626                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3627                                 error = "slabs_full accounting error";
3628                         active_objs += cachep->num;
3629                         active_slabs++;
3630                 }
3631                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
3632                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3633                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3634                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3635                         if (!slabp->inuse && !error)
3636                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3637                         active_objs += slabp->inuse;
3638                         active_slabs++;
3639                 }
3640                 list_for_each(q, &l3->slabs_free) {
3641                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3642                         if (slabp->inuse && !error)
3643                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3644                         num_slabs++;
3645                 }
3646                 free_objects += l3->free_objects;
3647                 if (l3->shared)
3648                         shared_avail += l3->shared->avail;
3649
3650                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3651         }
3652         num_slabs += active_slabs;
3653         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3654         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3655                 error = "free_objects accounting error";
3656
3657         name = cachep->name;
3658         if (error)
3659                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3660
3661         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3662                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3663                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3664         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3665                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3666         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3667                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3668 #if STATS
3669         {                       /* list3 stats */
3670                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3671                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3672                 unsigned long grown = cachep->grown;
3673                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3674                 unsigned long errors = cachep->errors;
3675                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3676                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3677                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3678
3679                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3680                                 %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown, reaped, errors, max_freeable, node_allocs, node_frees);
3681         }
3682         /* cpu stats */
3683         {
3684                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3685                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3686                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3687                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3688
3689                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3690                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3691         }
3692 #endif
3693         seq_putc(m, '\n');
3694         spin_unlock(&cachep->spinlock);
3695         return 0;
3696 }
3697
3698 /*
3699  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3700  *
3701  * Output layout:
3702  * cache-name
3703  * num-active-objs
3704  * total-objs
3705  * object size
3706  * num-active-slabs
3707  * total-slabs
3708  * num-pages-per-slab
3709  * + further values on SMP and with statistics enabled
3710  */
3711
3712 struct seq_operations slabinfo_op = {
3713         .start = s_start,
3714         .next = s_next,
3715         .stop = s_stop,
3716         .show = s_show,
3717 };
3718
3719 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3720 /**
3721  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3722  * @file: unused
3723  * @buffer: user buffer
3724  * @count: data length
3725  * @ppos: unused
3726  */
3727 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3728                        size_t count, loff_t *ppos)
3729 {
3730         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3731         int limit, batchcount, shared, res;
3732         struct list_head *p;
3733
3734         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3735                 return -EINVAL;
3736         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3737                 return -EFAULT;
3738         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3739
3740         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3741         if (!tmp)
3742                 return -EINVAL;
3743         *tmp = '\0';
3744         tmp++;
3745         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3746                 return -EINVAL;
3747
3748         /* Find the cache in the chain of caches. */
3749         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3750         res = -EINVAL;
3751         list_for_each(p, &cache_chain) {
3752                 struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache,
3753                                                        next);
3754
3755                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3756                         if (limit < 1 ||
3757                             batchcount < 1 ||
3758                             batchcount > limit || shared < 0) {
3759                                 res = 0;
3760                         } else {
3761                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3762                                                        batchcount, shared);
3763                         }
3764                         break;
3765                 }
3766         }
3767         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3768         if (res >= 0)
3769                 res = count;
3770         return res;
3771 }
3772 #endif
3773
3774 /**
3775  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
3776  * @objp: Pointer to the object
3777  *
3778  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
3779  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
3780  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
3781  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
3782  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
3783  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
3784  * must not be freed during the duration of the call.
3785  */
3786 unsigned int ksize(const void *objp)
3787 {
3788         if (unlikely(objp == NULL))
3789                 return 0;
3790
3791         return obj_size(virt_to_cache(objp));
3792 }