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